WO2007058002A1 - Frequency synthesizer - Google Patents

Frequency synthesizer Download PDF

Info

Publication number
WO2007058002A1
WO2007058002A1 PCT/JP2006/314210 JP2006314210W WO2007058002A1 WO 2007058002 A1 WO2007058002 A1 WO 2007058002A1 JP 2006314210 W JP2006314210 W JP 2006314210W WO 2007058002 A1 WO2007058002 A1 WO 2007058002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
local oscillation
signal
circuit
output
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/314210
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ikeda
Hiroshi Miyagi
Original Assignee
Neuro Solution Corp.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neuro Solution Corp. filed Critical Neuro Solution Corp.
Priority to US12/093,742 priority Critical patent/US20090085672A1/en
Publication of WO2007058002A1 publication Critical patent/WO2007058002A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/089Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/091Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector using a sampling device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop

Definitions

  • the reference generator 1 0 1 generates a reference signal having a reference frequency.
  • PC 1 0 2 divides the output frequency of V co 1 0 6 by the specified division ratio and outputs the result as a variable frequency comparison signal to phase comparator 1 0 3
  • Phase comparator 1 0 3 detects the phase difference between the reference signal output from the reference generator 10 0 1 and the comparison signal output from the PC 1 0 2, and the logic “L” or ⁇ H Output control signals from the Up and Down terminals.
  • the charge pump circuit 10 4 performs charge operation or pump operation of the capacitor constituting LPF 1 0 5 based on the control signal output from the Up and D own terminals of the phase comparator 10 3.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a dipump circuit 10 4.
  • the charge pump circuit 10 4 includes a first switch 1 0 4 a connected between the power source and the LPF 1 0 5 and a ground and the LPF 1 0 5.
  • a second switch 10 4 b connected between them, and either switch is turned on based on the control signal output from the Up and D own terminals of the phase comparator 10 3 It becomes.
  • phase of the comparison signal is delayed from the phase of the reference signal
  • a logic “HJ control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the Up terminal of the phase comparator 10 3.
  • a logic “L” control signal is output to the D own terminal of the phase comparator 1 0 3.
  • the first switch 10 04 a of the charge pump circuit 10 4 becomes ON, and electric charge is supplied (charged) to the capacitor of L PF 1 105.
  • phase of the comparison signal advances from the phase of the reference signal
  • a control signal of logic ⁇ H having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the D ow n terminal of the phase comparator 103.
  • a logic “L” control signal is output to the U p terminal of the phase comparator 10 3.
  • the second switch 10 04 b of the charge pump circuit 10 4 becomes ON, and the charge charged in the capacitor of L PF 1 105 is discharged (pumped).
  • the oscillation frequency of the VCO 1 0 6 increases. To do. Stations output from this VCO l 0 6 The local oscillation signal is output to PC 1 0 2. At this time, the frequency of the comparison signal output from PC 10 2 increases, and the phase difference from the reference signal decreases. As a result, the frequency of the local oscillation signal output from VCO 10 6 approaches a desired frequency proportional to the frequency of the reference signal.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and without imitating both the control accuracy of the frequency to be squeezed and the processing speed.
  • the purpose is to be able to integrate the P and L circuit configurations on a single semiconductor chip.
  • an up Z down force counter that performs a force count operation based on an oscillation control signal output from a phase comparator, and an up Z down count.
  • the voltage value is obtained by D / A converting the count value output from the counter, and the local oscillation frequency is roughly adjusted by the DZA converter that supplies the voltage value to the local oscillation circuit.
  • a non-stationary signal generation circuit that generates a non-stationary signal having a waveform in which the voltage value constantly changes in a constant cycle, and a pulse generation that generates a sampling pulse based on the comparison signal output from the variable frequency divider
  • the voltage value of the unsteady signal is sampled and held by the circuit and the sampling pulse.
  • the local oscillation frequency is fine-tuned by the sample and hold circuit that supplies to the local oscillation circuit.
  • the frequency of the local oscillation signal output from the local oscillation circuit is compared with the target frequency, and the range of oscillation frequencies that the local oscillation circuit can take is determined.
  • n (where n is an integer greater than or equal to 2)
  • the capacitance value of the varactor diode that constitutes the local oscillation circuit is determined by the frequency comparator that compares the magnitude and the control circuit that switches the switch selection state based on the comparison result of the frequency comparator. Change the frequency to the coarsest and adjust the local oscillation frequency most coarsely.
  • the local oscillation frequency is coarsely adjusted by the up-Z down counter and the DZA converter, and the local signal is generated by the non-stationary signal generation circuit, the pulse generation circuit, and the sample hold circuit. Fine adjustment of the oscillation frequency.
  • the frequency synthesizer since the frequency synthesizer is configured using the up-Z down counter and the DA converter, the phase difference between the reference signal and the comparison signal is taken into account. There is no need to charge or pump the capacitor accordingly. As a result, the LPF using a large-capacity capacitor can be omitted from the frequency synthesizer, and the frequency synthesizer can be integrated on one semiconductor chip. Further, according to the present invention, the local oscillation frequency is adjusted roughly using the up / down counter, and the local oscillation frequency is finely adjusted using the sample hold circuit.
  • the local oscillation frequency can be spoken to the desired frequency at high speed. You can Moreover, the local oscillation frequency can be adjusted by fine adjustment using the sample hold circuit. The wave number can be locked with high accuracy.
  • Capacitance for the sample hold circuit can be several p F (pico farad), and can be easily integrated on a semiconductor chip.
  • FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a conventional frequency synthesizer.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the overall configuration of the frequency synthesizer according to the first embodiment.
  • Figure 4 is a waveform diagram for explaining the generation of a triangular wave signal from the reference signal by the non-stationary wave generation circuit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the pulse generation circuit. --'-' ⁇ Fig. 6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse generator configured as shown in Fig. 5.
  • Fig. 7 is a diagram for explaining the operation of the frequency synthesizer according to the first embodiment.
  • Fig. 7 (a) shows the operation by the first mouth loop
  • Fig. 7 (b) shows the second lock loop.
  • FIG. 7 (a) shows the operation by the first mouth loop
  • Fig. 7 (b) shows the second lock loop.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the overall configuration of a frequency synthesizer according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of dividing the frequency used in the third loop loop according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an overall configuration example of the frequency synthesizer according to the first embodiment.
  • the frequency synthesizer of this embodiment includes a crystal oscillator circuit 1, a reference frequency divider 2, a programmable counter (PC) 3, a phase comparator 4, an up-down counter 5, a DZA converter 6, and an adder. 7, voltage controlled oscillator (VCO) 8, unsteady wave generation circuit 9, pulse generation circuit 10, sample hold (S ZH) circuit 11 1 and buffer 12
  • VCO voltage controlled oscillator
  • S ZH sample hold
  • the crystal oscillation circuit 1 generates a signal having a predetermined frequency.
  • the reference divider 2 divides the frequency of the signal output from the crystal oscillation circuit 1 by a fixed division ratio to generate a reference signal having a reference frequency.
  • the crystal oscillator circuit 1 and the reference frequency divider 2 constitute the reference generator of the present invention.
  • PC 3 corresponds to the variable frequency divider of the present invention, which divides the frequency of the local oscillation signal output from VC 08 by a specified division ratio and compares the result with the variable frequency. Output to phase comparator 4 as signal f v .
  • the phase comparator 4 detects the phase difference between the reference signal f r output from the reference frequency divider 2 and the comparison signal f v output from the PC 3, and according to the detected phase difference, VC 08 Outputs the oscillation control signal from the Up pin and D own pin.
  • the oscillation control signal output from the U p and D own terminals is a logic “L” or ⁇ H signal.
  • the phase comparator 4 when the phase of the comparison signal f v is delayed from the phase of the reference signal f r , the phase comparator 4 outputs a control signal of logic “H” having a pulse width corresponding to the phase difference from the U p terminal. To do. At this time, the phase comparator 4 is connected to the D own terminal. Outputs a logic “L” control signal. On the other hand, when the phase of the comparison signal f v advances from the phase of the reference signal f f , the phase comparator 4 outputs a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference from the D own terminal. . At this time, the phase comparator 4 outputs a logic “shi” control signal from the U p terminal. When the phase of the comparison signal f v and the phase of the reference signal f r are synchronized, the phase comparator 4 outputs a logic “L” control signal from both the U p terminal and the D own terminal.
  • the up / down counter 5 performs a counting operation based on a logic “H” signal output from the Up and Dow n terminals of the phase comparator 4. That is, while the logic “H” control signal is output from the Up pin of the phase comparator 4, the up-down counter 5 performs the count-up operation.
  • the Do W input terminal of the phase comparator 4; ⁇ et al. “The up-counter 5 performs a count-down operation while the HJ control signal is being output. Force Kanta 5 does not need to increase the number of bits for the purpose of improving the control accuracy of the oscillation frequency.
  • the D / A converter 6 obtains a voltage value by DA-converting the count value output from the up-Z down counter 5 and supplies the obtained voltage value to the VCO 8 via the adder 7.
  • V C O 8 corresponds to the local oscillation circuit of the present invention, and oscillates at a frequency proportional to the voltage value supplied from the adder 7, and a local oscillation frequency signal obtained as a local oscillation signal f. As well as being output to the outside of the frequency synthesizer, it is output to PC3.
  • Non stationary wave generating circuit 9 which corresponds to a non-stationary signal generating circuit of the present invention integrates example by Uni shown in FIG. 4 (a), the reference signal f r outputted Ri good reference divider 2 To generate a triangular wave.
  • the triangular wave generated here is This is a non-stationary signal having a waveform in which the voltage value constantly changes at a constant rate in time.
  • an example of generating a triangular wave is described.
  • a signal having a waveform whose voltage value constantly changes in time with a constant period may be used.
  • a sawtooth wave may be generated instead.
  • the non-stationary signal is generated by integrating the reference signal f, but the method of generating the non-stationary signal is not limited to this.
  • the pulse generation circuit 10 includes the comparison signal f v output from the PC 3 and the VCO
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the pulse generation circuit 10.
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse generation circuit 10 configured as shown in FIG.
  • the pulse generation circuit 10 includes, for example, a D-type flip-flop 21 and an AND circuit 22.
  • the D-type flip-flop 21 receives the comparison signal f v from PC 3 at the data input terminal D, and the local oscillation signal f from VC 0 8 at the clock CK.
  • the pulse generation circuit 10 has a comparison signal f v output from PC 3 and
  • Local oscillation signal f output from V C O 8.
  • a signal that is being divided by P C 3 for example, 1 prescaler provided by P C 3 (where n is 1 6 3 2
  • the first lock loop is formed for the loop that passes through the phase comparator 4, the up-down counter 5 and the DZA converter 6, and the non-stationary wave generation circuit 9 and the ⁇ -Lus generation
  • the second loop loop is formed by the loop that goes through circuit 1 0 and SH circuit 1 1 ⁇
  • the phase comparison 4 detects the phase difference between the reference signal r output from the reference frequency divider 2 and the comparison signal v output from the PC 3.
  • a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the Up terminal of the phase comparator 4.
  • a logic “Shi” control signal is output to the D own terminal of the phase comparator 4.
  • phase of the comparison signal f v advances from the phase of the reference signal f r
  • a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the D own terminal of the phase comparator 4.
  • a logical “L” control signal is output to the U p terminal of the phase comparator 4.
  • phase of the comparison signal f v is completely synchronized with the phase of the reference signal f r , and the oscillation frequency of VC O.8 is locked to a constant frequency.
  • the voltage value V sampled and held every period of the comparison signal f v
  • the local oscillation frequency is coarsely adjusted by the first lock loop, and the local oscillation frequency is finely adjusted by the second lock loop.
  • the frequency synthesizer is configured using the up-down force Kunta 5
  • the capacitor is charged according to the phase difference between the reference signal f r and the comparison signal f v . This eliminates the need for pumping and eliminates LPFs that use large capacitors from frequency synthesizers.
  • the local oscillation frequency is set to a desired frequency. Can be quickly spoken to.
  • the local oscillation frequency can be accurately ⁇ -capped by fine adjustment using the s / H circuit 11 1. As described above, both the control accuracy and processing speed of the local oscillation frequency to be locked are imitated, and the configuration of the frequency synthesizer can be integrated on one semiconductor chip.
  • switch 3 2 -, - 3 2 - 8 the control of the control circuit 3 9, one of its is selectively turned on.
  • switch 3 2, and switch 3 2 _ 5 , switch 3 2 — 2 and switch 3 2 — 6 , switch 3 2 _ 3 and switch 3 2 — 7 , Switch 3 2 — 4 and Switch 3 2 — 8 are turned on or off in synchronization with each other.
  • switch SW 2 When switch SW 2 is on, the voltage supplied to varactor diodes 3 1 —, ⁇ 3 1 _ 8 via switches 3 2 —, ⁇ 3 2 — 8 Fixed voltage, but multiple switches 3 2 _
  • the third lock loop includes a frequency counter 3 7, a frequency comparator 3 8, and a control circuit 3 9.
  • the frequency counter 37 is a local oscillation signal f that can be output from VC 08 via the buffer 36.
  • the frequency (hereinafter referred to as local oscillation frequency f) is counted.
  • the frequency comparator 3 8 is the local oscillation frequency f counted by the frequency counter 3 7. Is compared with the target frequency f p to be finally converged by the frequency synthesizer, and the comparison result is transmitted to the control circuit 39.
  • the target frequency f p is supplied to the frequency comparator 3 8 from a microcomputer (not shown) or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the frequency comparator 38 is a frequency range obtained by dividing the oscillation frequency range that can be taken by VC 08 by n (n is an integer of 2 or more), and the frequency range to which the target frequency f p belongs.
  • the frequency f middy, f max hitting the boundary is compared with the local oscillation frequency f counted by the frequency counter 37, and the comparison result is transmitted to the control circuit 39.
  • the frequencies f min and f max corresponding to the boundary of the frequency range to which the target frequency f p belongs are also supplied to the frequency comparator 38 from a microcomputer or DSP (not shown).
  • the FM reception frequency range (76 to 108 MHz) is divided into four frequency ranges f as shown in FIG. , ⁇ F 4 into 4 equal parts.
  • the control circuit 39 receives the comparison result signal supplied from the frequency comparator 38. Based on this, switch 3 2 —! 3 2 _ 8 , 3 4 —! 3 4 — 8 , SW 1, SW 2 selection is switched. Initially, the control circuit 3 9 turns on the switch SW 2 and turns on the switch 3 2 3 2 — 5 , 3 4 _,, 3 4 _ 5 , etc. Turn off the switch. In this state, the lowest frequency range f, is selected.
  • the control circuit 39 has f rai noir ⁇ f. If the condition of f max is satisfied, if not, switch SW 2 remains on and local oscillation frequency f. Switch the selected state of switches 3 2-, 3 2 _ 8) 3 4-, 3 4 — 8 according to the magnitude relationship between and the target frequency f p .
  • F ma which hits the boundary of the frequency range f 2 , is compared with the local oscillation frequency f, and the comparison result is controlled.
  • the control circuit 3 9 determines whether or not f min ⁇ f and f nax is satisfied , because this condition is satisfied .
  • the local oscillation frequency is most roughened by the third lock loop using the frequency counter 37, the frequency comparator 38, and the control circuit 39. Make adjustments.
  • one of the divided frequency ranges ⁇ , ⁇ ⁇ 4 is specified, and a plurality of varactor diodes 3 1 _, ⁇ 3 1 are set so that the VCO 8 oscillates within the specified frequency range.
  • sweep rate pitch 3 2 _ one from among the _ 8, to select Ri by the ⁇ 3 2 _ 8.
  • the junction capacitance of the varactor diode selected in the third mouth loop can be roughly changed by the first mouth loop using the up / down counter 5.
  • local oscillation frequency f Coarse adjustment (finer adjustment than the third lock loop adjustment) and the second lock loop using the S / H circuit 11 1 Selection By finely changing the junction capacitance of the selected varactor diode.
  • Local oscillation frequency f Make fine adjustments.
  • O LPF which uses a large-capacity capacitor, can be omitted from the frequency synthesizer.
  • the local oscillation frequency is set to a desired value.
  • the frequency can be spoken at high speed.
  • the rough range of the local oscillation frequency is specified by the third loop loop, and the local oscillation frequency is roughly adjusted by the first loop by focusing on the range. Therefore, it can be made ⁇ -clicked higher than in the first embodiment.
  • the local oscillation frequency can be made to be highly accurate ⁇ D y by fine adjustment by the second lock loop using the SH circuit 11.
  • the configuration of the frequency synthesizer can be integrated into one semiconductor chip without imitating both the control accuracy and processing speed of the local oscillation frequency to be locked.
  • the second embodiment relates to a frequency synthesizer that adjusts the local oscillation frequency using a node diode and a resonator diode, and a frequency synthesizer including a node diode K. This configuration can be integrated on a single semiconductor chip.
  • the frequency is divided into four
  • the number of divisions is 1 (when it is not divided a), it is substantially the same as in the first embodiment, so the number of divisions is 2 or more. It is preferable that the number of divisions should not be too large in view of the purpose of adjusting the frequency in the loop loop more coarsely than in the first lock loop.
  • a plurality of varactor diodes 3 1 _, ⁇ 3 1 _ 8 having different capacitance values are connected to VC 0 8, and one pair of varactor diodes is connected to switch 3.
  • the present invention this is not limited constant.
  • the capacitance values of varactor diodes 3 1 — i to 3 1 — 8 may all be the same. In this case, instead of selecting only one pair of varactor diodes using switches 3 2 _ to 3 3 8 , it is possible to select one or more pairs of varactor diodes. As a result, the total capacity value of the varactor diodes connected to VC08 can be made variable.
  • the present invention is useful for a frequency synthesizer using a phase loop loop.

Abstract

By performing rough adjustment of a local oscillation frequency by a first lock loop using an up/down counter (5) and micro adjustment of the local oscillation frequency by a second lock loop using an S/H circuit (11), it is possible to eliminate the need of operation of charging and pumping a capacitor according to a phase difference and to omit an LPF using a large-scale capacitor from the frequency synthesizer. Moreover, by performing micro adjustment using the S/H circuit (11), it is possible to accurately lock the local oscillation frequency and eliminate the need of increasing the bit quantity of the up/down counter (5) to increase the control accuracy of the frequency to be locked. Thus, it is possible to rapidly lock the local oscillation frequency to a desired frequency.

Description

明 細 書 周波数シンセサイザ 技術分野  Description Frequency Synthesizer Technical Field
本発明は周波数シンセサイザに関 し、 特に、 位相ロ ッ クループを用い た周波数シンセサイザに用いて好適なものである。 背景技術  The present invention relates to a frequency synthesizer, and is particularly suitable for a frequency synthesizer using a phase lock loop. Background art
一般に、 無線通信機では、 P L L (Phase Locked Loop) を用いた周波 数シンセサイザが用いられる。 図 1 は、 P L Lを用いた周波数シンセサ ィザの一般的な構成を示す図である。 図 1 に示すよ う に、 周波数シンセ サイザは、 準発生器 1 0 1 、 プロ グラマブル力 ゥンタ ( P C ) 1 0 2 In general, a wireless communication device uses a frequency synthesizer using a PLL (Phase Locked Loop). Figure 1 shows the general structure of a frequency synthesizer using PLL. As shown in Figure 1, the frequency synthesizer consists of a quasi-generator 10 1, a programmable force counter (PC) 1 0 2
、 位相比較器 1 0 3 、 チャージポンプ回路 1 0 4 パスフィルタ (, Phase comparator 1 0 3, Charge pump circuit 1 0 4 Pass filter (
L P F ) 1 0 5 おぶび電圧制御発振器 ( V C O ) 1 0 6 を備えて構成さ れている。 L PF) 1 0 5 It is configured with a vibration controlled voltage oscillator (V C O) 1 0 6.
基準発生器 1 0 1 は、 基準周波数の基準信号を発生する。 P C 1 0 2 は、 V c o 1 0 6の出力周波数を指定された分周比で分周 し その結果 を可変周波数の比較信号と して位相比較器 1 0 3 に出力する 位相比較 器 1 0 3 は 基準発生器 1 0 1 から出力される基準信号と 、 P C 1 0 2 から出力される比較信号との位相差を検出 し、 その検出結果に して、 論理 「 L」 または Γ H」 の制御信号を U p端子および D o w n端子よ り 出力する。  The reference generator 1 0 1 generates a reference signal having a reference frequency. PC 1 0 2 divides the output frequency of V co 1 0 6 by the specified division ratio and outputs the result as a variable frequency comparison signal to phase comparator 1 0 3 Phase comparator 1 0 3 detects the phase difference between the reference signal output from the reference generator 10 0 1 and the comparison signal output from the PC 1 0 2, and the logic “L” or Γ H Output control signals from the Up and Down terminals.
チャージポンプ回路 1 0 4 は、 位相比較器 1 0 3 の U p端子および D o w n端子よ り 出力される制御信号に基づいて、 L P F 1 0 5 を構成す る コ ンデンサのチャージ動作またはポンプ動作を行 う。 図 2 は、 チヤ一 ジポンプ回路 1 0 4の構成例を示す図である。 図 2に示すよ うに、 チヤ —ジポンプ回路 1 0 4は、 電源と L P F 1 0 5 との間に接続された第 1 のスィ ッチ 1 0 4 aおよび、 グラン ドと L P F 1 0 5 との間に接続され た第 2のスィ ツチ 1 0 4 b を備えており 、 位相比較器 1 0 3の U p端子 、 D o w n端子よ り出力される制御信号に基づいて何れかのスィ ツチが O Nとなる。 The charge pump circuit 10 4 performs charge operation or pump operation of the capacitor constituting LPF 1 0 5 based on the control signal output from the Up and D own terminals of the phase comparator 10 3. Go. Figure 2 shows FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a dipump circuit 10 4. As shown in Fig. 2, the charge pump circuit 10 4 includes a first switch 1 0 4 a connected between the power source and the LPF 1 0 5 and a ground and the LPF 1 0 5. A second switch 10 4 b connected between them, and either switch is turned on based on the control signal output from the Up and D own terminals of the phase comparator 10 3 It becomes.
すなわち、 比較信号の位相が基準信号の位相よ り遅れると、 その位相 差に応じたパルス幅を有する論理 「 HJ の制御信号が位相比較器 1 0 3 の U p端子から出力される。 このとき位相比較器 1 0 3の D o w n端子 には、 論理 「 L」 の制御信号が出力されている。 これによつてチャージ ポンプ回路 1 0 4の第 1 のスィ ッチ 1 0 4 a が O Nとなり、 L P F 1 0 5のコンデンサに電荷が供給 (チャージ) される。  That is, when the phase of the comparison signal is delayed from the phase of the reference signal, a logic “HJ control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the Up terminal of the phase comparator 10 3. A logic “L” control signal is output to the D own terminal of the phase comparator 1 0 3. As a result, the first switch 10 04 a of the charge pump circuit 10 4 becomes ON, and electric charge is supplied (charged) to the capacitor of L PF 1 105.
一方、 比較信号の位相が基準信号の位相よ り進むと、 その位相差に応 じたパルス幅を有する論理 Γ H」 の制御信号が位相比較器 1 0 3の D o w n端子から出力される。 このとき位相比較器 1 0 3の U p端子には、 論理 「 L」 の制御信号が出力されている。 これによつてチ ージポンプ 回路 1 0 4の第 2のスィ ッチ 1 0 4 bが O Nとなり 、 L P F 1 0 5のコ ンデンザにチャージされていた電荷が放電 (ポンプ) される。  On the other hand, when the phase of the comparison signal advances from the phase of the reference signal, a control signal of logic Γ H having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the D ow n terminal of the phase comparator 103. At this time, a logic “L” control signal is output to the U p terminal of the phase comparator 10 3. As a result, the second switch 10 04 b of the charge pump circuit 10 4 becomes ON, and the charge charged in the capacitor of L PF 1 105 is discharged (pumped).
L P F 1 0 5は、 コンデンサと抵抗とを備えて構成されており、 チヤ ージポンプ回路 1 0 4から出力される信号の高周波成分を除去して V C O 1 0 6に出力する。 V C O 1 0 6は、 L P F 1 0 5力、ら出力される信 号の電圧に比例した周波数で発振し、 局部発振信号と して周波数シンセ サイザの外部に出力すると と もに、 P C 1 0 2に出力する。  L PF 1 0 5 includes a capacitor and a resistor, and removes a high-frequency component of the signal output from the charge pump circuit 10 4 and outputs it to V CO 1 0 6. VCO 10 6 oscillates at a frequency proportional to the voltage of the output signal from LPF 10 5, and outputs it as a local oscillation signal outside the frequency synthesizer. Output to.
こ こで、 比較信号の位相が基準信号の位相よ り遅れるこ とによ り 、 チ ャ一ジポンプ回路 1 0 4が L P F 1 0 5に電荷をチャージすると、 V C O 1 0 6の発振周波数は上昇する。 この V C O l 0 6 よ り出力される局 部発振信号は、 P C 1 0 2 に出力される。 このと き、 P C 1 0 2 よ.り 出. 力される比較信号の周波数は上昇し、 基準信号と の位相差が小さ く なる 。 これによ り 、 V C O l 0 6 よ り 出力される局部発振信号の周波数は、 基準信号の周波数に比例した所望の周波数に近づいていく 。 When the charge pump circuit 10 4 charges the LPF 1 0 5 due to the phase of the comparison signal being delayed from the phase of the reference signal, the oscillation frequency of the VCO 1 0 6 increases. To do. Stations output from this VCO l 0 6 The local oscillation signal is output to PC 1 0 2. At this time, the frequency of the comparison signal output from PC 10 2 increases, and the phase difference from the reference signal decreases. As a result, the frequency of the local oscillation signal output from VCO 10 6 approaches a desired frequency proportional to the frequency of the reference signal.
一方、 比較信号の位相が基準信号の位相よ り進むこ と によって、 チヤ —ジポンプ回路 1 0 4 が L P F 1 0 5 の電荷を放電する と 、 V C O l 0 6 の発振周波数は下降する。 この V C O l 0 6 よ り 出力される局部発振 信号は、 P C 1 0 2 に出力される'。 このと き、 P C 1 0 2 よ り 出力され る比較信号の周波数は下降し、 基準信号との位相差が小さ く なる。 これ によ り 、 V C O l ひ 6 よ り 出力される局部発振信号の周波数は、 基準信 号の周波数に比例 した所望の周波数に近づいていく 。  On the other hand, when the charge pump circuit 10 4 discharges the charge of L PF 1 0 5 due to the phase of the comparison signal being advanced from the phase of the reference signal, the oscillation frequency of V C 1 0 6 decreases. The local oscillation signal output from V C O l 0 6 is output to P C 1 0 2 ′. At this time, the frequency of the comparison signal output from P C 10 0 2 decreases and the phase difference from the reference signal decreases. As a result, the frequency of the local oscillation signal output from V COL 6 approaches a desired frequency proportional to the frequency of the reference signal.
このよ う に、 周波数シンセサイザは、 比較信号の周波数 ( V C O 1 0 6 の出力周波数に比例 した周波数) が基準信号の周波数よ り 高く ても低 く ても、 最終的には、 比較信号の周波数が基準信号の周波数に近づく よ う に動作し、 それによつて V C O 1 0 6 の発振周波数は一定周波数に口 ッ ク される。 このロ ッ ク状態のと きに、 位相比較器 1 0 3 から出力され る制御信号は、 U p端子および D o w n端子の両方と も論理 「 L」 の信 号と される。  In this way, the frequency synthesizer will eventually determine whether the frequency of the comparison signal (which is proportional to the output frequency of VCO 106) is higher or lower than the frequency of the reference signal. Operates so as to approach the frequency of the reference signal, so that the oscillation frequency of VCO 106 is boosted to a constant frequency. In this locked state, the control signal output from the phase comparator 103 is a logic “L” signal at both the U p terminal and the Dow n terminal.
以上のよ う に構成された周波数シンセサイザでは、 位相比較器 1 0 3 で比較する周波数が低く なればなるほど、 L P F 1 0 5 を構成する コ ン デンサと しては容量値の大きなものを使用 しなければならなく なる。 そ のため、 L P F 1 0 5 を半導体チップに集積化する こ と が難しいと レ、 う 問題があった。 これに対して、 ア ップ Zダウンカ ウンタ と DZA変換器 と を用いて P L L回路を構成する技術が提供されている (例えば、 特許 文献 1 参照) 。 この技術を用いれば、 大容量のコ ンデンサを用いる L P F を P L L回路から省略する こ とができ る。 特許文献 1 特開平.9一 1 5 2 5 6 1 号公報 発明の開示 In the frequency synthesizer configured as described above, the lower the frequency compared by the phase comparator 103, the larger the capacitor that constitutes the LPF 105 is used. Will have to. For this reason, it was difficult to integrate LPF 105 into a semiconductor chip. On the other hand, a technique for configuring a PLL circuit using an up-Z down counter and a DZA converter is provided (for example, see Patent Document 1). If this technology is used, the LPF using a large-capacity capacitor can be omitted from the PLL circuit. Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-1 1 5 2 5 6 1 Disclosure of Invention
しかしながら、 ァ ップ Zダゥンカ ウンタ と D Α変換器と を用いて P し L回路を構成した場合は、 ロ ッ ク させる周波数の制御精度と処理速度 とがカ ウンタのビッ ト数によつて制約を受けて しま う と い う 問題があつ た すなわち、 D / A変換器を使って定常状態に入る と 、 口 シクル一プ がォ一プンな状態と なって或る期間は何も応答せず、 そのよ ラ な不感知 範囲では発振周波数の制御が う ま く できなく なつて しま う。 ァ ップ ダ ク ンカ ウンタ と D Z A変換器のビッ ト数を大き く すれば制御精度を上げ る こ と ができ るが、 処理速度が遅く なつて しま う し、 回路規模も大き く なつて しま う。 逆に 、 ビッ ト数を小 δ く すれば処理速度は速 < なるが、 制御精度が落ちて しま う。  However, when a P and L circuit is constructed using an up-Z down counter and a D-to-D converter, the control accuracy and processing speed of the frequency to be locked are limited by the number of bits of the counter. In other words, when the D / A converter is used to enter a steady state, the mouth cycle is left open and there is no response for a certain period of time. In such an insensitive range, the oscillation frequency cannot be controlled successfully. Increasing the number of bits in the up-counter counter and DZA converter can increase the control accuracy, but the processing speed will slow down and the circuit scale will also increase. Yeah. Conversely, if the number of bits is reduced by a small δ, the processing speed will be faster, but the control accuracy will be reduced.
本発明は、 このよ う な問題を解決するために成.されたものであ り 、 口 シ ク させる周波数の制御精度と処理速度と を共に擬制にする こ と なく 、 The present invention has been made in order to solve such a problem, and without imitating both the control accuracy of the frequency to be squeezed and the processing speed.
P し L回路の構成を 1 つの半導体チップに集積でき る よ う にする こ と を 目的とする。 The purpose is to be able to integrate the P and L circuit configurations on a single semiconductor chip.
上記した課題を解決するために 、 本発明では、 位相比較器から出力さ れる発振制御用の信号に基づいて力 クン ト動作を行 う ァ ップ Zダウン力 ゥ ンタ と 、 ア ップ Zダウンカ ウンタから出力されるカ ウン ト値を D / A 変換する こ と によって電圧値を得て 、 当該電圧値を局部発振回路に供給 する D Z A変換器と によって、 局部発振周波数の粗調整を行う。 また、 電圧値が時間的に常に定周期で変化する波形の非定常信号を生成する非 定常信号生成回路と 、 可変分周器から出力される比較信号に基づいてサ ンプリ ングパルスを生成するパルス生成回路と、 サンプリ ングパルスに よって非定常信号の電圧値をサンプルホール ドし、 ホール ドした電圧値 を局部発振回路に供給す.るサンプルホール ド回路と によって、 局部発扳 周波数の微調整を行う。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, an up Z down force counter that performs a force count operation based on an oscillation control signal output from a phase comparator, and an up Z down count. The voltage value is obtained by D / A converting the count value output from the counter, and the local oscillation frequency is roughly adjusted by the DZA converter that supplies the voltage value to the local oscillation circuit. In addition, a non-stationary signal generation circuit that generates a non-stationary signal having a waveform in which the voltage value constantly changes in a constant cycle, and a pulse generation that generates a sampling pulse based on the comparison signal output from the variable frequency divider The voltage value of the unsteady signal is sampled and held by the circuit and the sampling pulse. The local oscillation frequency is fine-tuned by the sample and hold circuit that supplies to the local oscillation circuit.
また、 本発明の他の態様では、 局部発振回路から出力 される局部発振 信号の周波数と 目標の周波数との大小を比較する と と もに、 局部発振回 路がと り 得る発振周波数の範囲を n ( n は 2 以上の整数) 分割 した周波 数範囲の う ち、 目標の周波数が属 している周波数範囲の境界に当たる周 波数と周波数カ ウンタでカ ウン ト された局部発振信号の周波数と の大小 を比較する周波数比較器と、 周波数比較器による比較の結果に基づいて スィ ツチの選択状態を切 り 替える制御回路と によ り 、 局部発振回路を構 成するバラ ク タダイオー ドの容量値を大き く 変化させて最も粗く 局部発 振周波数の調整を行う。 その後、 上述よ う にア ップ Zダウンカ ウンタ と D Z A変換器と によって局部発振周波数の粗調整を行 う と と もに、 非定 常信号生成回路とパルス生成回路とサンプルホール ド回路と によって局 部発振周波数の微調整を行う。  In another aspect of the present invention, the frequency of the local oscillation signal output from the local oscillation circuit is compared with the target frequency, and the range of oscillation frequencies that the local oscillation circuit can take is determined. n (where n is an integer greater than or equal to 2) Of the divided frequency ranges, the frequency at the boundary of the frequency range to which the target frequency belongs and the frequency of the local oscillation signal counted by the frequency counter The capacitance value of the varactor diode that constitutes the local oscillation circuit is determined by the frequency comparator that compares the magnitude and the control circuit that switches the switch selection state based on the comparison result of the frequency comparator. Change the frequency to the coarsest and adjust the local oscillation frequency most coarsely. Then, as described above, the local oscillation frequency is coarsely adjusted by the up-Z down counter and the DZA converter, and the local signal is generated by the non-stationary signal generation circuit, the pulse generation circuit, and the sample hold circuit. Fine adjustment of the oscillation frequency.
上記のよ う に構成した本発明によれば、 ア ップ Zダウンカ ウンタ と D A変換器と を用いて周波数シンセサイザを構成する方式をと っている ので、 基準信号と比較信号と の位相差に応じてコ ンデンサに電荷をチヤ —ジした り ポンプした り する動作は不要である。 これによ り 、 大容量の コ ンデンサを用いる L P F を周波数シンセサイザから省略する こ と がで き、 1 つの半導体チップ上に周波数シンセサイザを集積する こ とができ る。 また、 本発明によれば、 ア ップノダウンカ ウンタ を用いた局部発振 周波数の調整は粗く 行われ、 局部発振周波数の微調整はサンプルホール ド回路を用いて行われる。 そのため、 ロ ッ ク させる周波数の制御精度を 上げるためにア ップ/ダウ ンカ ウンタの ビッ ト数を大き く する必要がな く 、 局部発振周波数を所望の周波数に高速に口 ッ ク させる こ と ができ る 。 しかも、 サンプルホール ド回路を用いた微調整によって、 局部発振周 波数を精度良く ロ ック させるこ とができる。 サンプルホール ド回路用の. コンデンサの容量は数 p F (ピコ · ファラ ド) でよいので、 半導体チッ プ上に容易に集積するこ とができる。 図面の簡単な説明 According to the present invention configured as described above, since the frequency synthesizer is configured using the up-Z down counter and the DA converter, the phase difference between the reference signal and the comparison signal is taken into account. There is no need to charge or pump the capacitor accordingly. As a result, the LPF using a large-capacity capacitor can be omitted from the frequency synthesizer, and the frequency synthesizer can be integrated on one semiconductor chip. Further, according to the present invention, the local oscillation frequency is adjusted roughly using the up / down counter, and the local oscillation frequency is finely adjusted using the sample hold circuit. Therefore, it is not necessary to increase the number of bits of the up / down counter in order to increase the control accuracy of the frequency to be locked, and the local oscillation frequency can be spoken to the desired frequency at high speed. You can Moreover, the local oscillation frequency can be adjusted by fine adjustment using the sample hold circuit. The wave number can be locked with high accuracy. Capacitance for the sample hold circuit can be several p F (pico farad), and can be easily integrated on a semiconductor chip. Brief Description of Drawings
図 1 は、 従来の周波数シンセサイザの全体構成例を示す図である。 図 2は、 チャージポンプ回路の構成例を示す図である。  Fig. 1 shows an example of the overall configuration of a conventional frequency synthesizer. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit.
図 3は、 第 1 の実施形態による周波 ¾シンセサイザの全体構成例を示 す図である。  FIG. 3 is a diagram showing an example of the overall configuration of the frequency synthesizer according to the first embodiment.
図 4は、 非定常波生成回路によ り基準信号から三角波信号を生成する こ とを説明するための波形図でめ  Figure 4 is a waveform diagram for explaining the generation of a triangular wave signal from the reference signal by the non-stationary wave generation circuit.
図 5は、 パルス生成回路の一構成例を示す図である。 - - ' -' · 図 6は、 図 5のよ うに構成したパルス生成回路の動作を説明するため のタイ ミ ングチャー トである  FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the pulse generation circuit. --'-' · Fig. 6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse generator configured as shown in Fig. 5.
図 7は、 第 1 の実施形態による周波数シンセサイザの動作を説明する ための図であり、 図 7 ( a ) は第 1 の口 ックループによる動作を示し、 図 7 ( b ) は第 2のロ ックル ―プによる動作を示す図である。  Fig. 7 is a diagram for explaining the operation of the frequency synthesizer according to the first embodiment. Fig. 7 (a) shows the operation by the first mouth loop, and Fig. 7 (b) shows the second lock loop. FIG.
図 8は、 第 2 の実施形態による周波数シンセサイザの全体構成例を示 す図である。  FIG. 8 is a diagram showing an example of the overall configuration of a frequency synthesizer according to the second embodiment.
図 9は、 第 2 の実施形態による第 3 の口 ックループで使用する周波数 の分割例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 9 is a diagram showing an example of dividing the frequency used in the third loop loop according to the second embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(第 1 の実施形態)  (First embodiment)
以下、 本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 図 3は、 第 の実施形態による周波数シンセサイザの全体構成例を示す図である。 3に示すよ うに、 本実施形態の周波数シンセサイザは、 水晶発振回路 1. 、 基準分周器 2、 プログラマブルカウンタ ( P C) 3、 位相比較器 4、 アツプ ダウンカウンタ 5、 DZA変換器 6、 加算器 7、 電圧制御発振 器 (V C O) 8、 非定常波生成回路 9、 パルス生成回路 1 0、 サンプル ホール ド ( S ZH) 回路 1 1およびバッ ファ 1 2を備えて構成されてい る。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating an overall configuration example of the frequency synthesizer according to the first embodiment. As shown in Fig. 3, the frequency synthesizer of this embodiment includes a crystal oscillator circuit 1, a reference frequency divider 2, a programmable counter (PC) 3, a phase comparator 4, an up-down counter 5, a DZA converter 6, and an adder. 7, voltage controlled oscillator (VCO) 8, unsteady wave generation circuit 9, pulse generation circuit 10, sample hold (S ZH) circuit 11 1 and buffer 12
これらの-各構成:!〜 1 2は、 例え ίま、 CMO S (Complementary Metal Oxide Semiconductor) プロセス、 あ :るいは B i CMO S (Bipolar- CM0 S) プロセスにて全て同じ半導体チップ上に集積されている。 なお、 本実 施形態において、 これら各構成 1 〜 1 2の全てを 1 チップに集積するこ とは必須でない。 These-each configuration :! To 1 2, even if ί or, CMO S (Complementary Metal Oxide Semiconductor ) process, Oh: Rui all of which are integrated on the same semiconductor chip at B i CMO S (Bipolar- CM0 S ) process. In the present embodiment, it is not essential to integrate all of these configurations 1 to 12 on one chip.
水晶発振回路 1 は、 所定の周波数の信号を発生する。 基準分周器 2は 、 水晶発振回路 1 から出力される信号の周波数を固定の分周比で分周 し 、 基準周波数の基準信号 を発生する。 この水晶発振回路 1および基準 分周器 2によって、 本発明の基準発生器が構成されている。 P C 3は、 本発明の可変分周器に相当するものであり、 V C 08から出力される局 部発振信号の周波数を指定された分周比で分周 し、 その結果を可変周波 数の比較信号 f v と して位相比較器 4に出力する。 The crystal oscillation circuit 1 generates a signal having a predetermined frequency. The reference divider 2 divides the frequency of the signal output from the crystal oscillation circuit 1 by a fixed division ratio to generate a reference signal having a reference frequency. The crystal oscillator circuit 1 and the reference frequency divider 2 constitute the reference generator of the present invention. PC 3 corresponds to the variable frequency divider of the present invention, which divides the frequency of the local oscillation signal output from VC 08 by a specified division ratio and compares the result with the variable frequency. Output to phase comparator 4 as signal f v .
位相比較器 4は、 基準分周器 2から出力される基準信号 f r と、 P C 3 から出力される比較信号 f vとの位相差を検出し、 検出した位相差に応じ て、 V C 08の発振制御用の信号を U p端子および D o w n端子よ り 出 力する。 U p端子および D o w n端子よ り出力される発振制御用の信号 は、 論理 「 L」 または Γ H」 の信号である。 The phase comparator 4 detects the phase difference between the reference signal f r output from the reference frequency divider 2 and the comparison signal f v output from the PC 3, and according to the detected phase difference, VC 08 Outputs the oscillation control signal from the Up pin and D own pin. The oscillation control signal output from the U p and D own terminals is a logic “L” or Γ H signal.
すなわち、 比較信号 f vの位相が基準信号 f rの位相よ り遅れる と、 位 相比較器 4は、 その位相差に応じたパルス幅を有する論理 「 H」 の制御 信号を U p端子から出力する。 このとき位相比較器 4は、 D o w n端子 から論理 「 L」 の制御信号を出力する。 一方、 比較信号 f vの位相が基準 信号 f f の位相よ り進むと、 位相比較器 4は、 その位相差に応じたパルス 幅を有する論理 「H」 の制御信号を D o w n端子から出力する。 このと き位相比較器 4は、 U p端子から論理 「し」 の制御信号を出力する。 ま た、 比較信号 f vの位相と基準信号 f r の位相とが同期すると、 位相比較 器 4は、 U p端子および D o w n端子の双方から論理 「 L」 の制御信号 を出力する。 That is, when the phase of the comparison signal f v is delayed from the phase of the reference signal f r , the phase comparator 4 outputs a control signal of logic “H” having a pulse width corresponding to the phase difference from the U p terminal. To do. At this time, the phase comparator 4 is connected to the D own terminal. Outputs a logic “L” control signal. On the other hand, when the phase of the comparison signal f v advances from the phase of the reference signal f f , the phase comparator 4 outputs a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference from the D own terminal. . At this time, the phase comparator 4 outputs a logic “shi” control signal from the U p terminal. When the phase of the comparison signal f v and the phase of the reference signal f r are synchronized, the phase comparator 4 outputs a logic “L” control signal from both the U p terminal and the D own terminal.
アップ/ダウンカ ウンタ 5は、 位相比較器 4 の U p端子および D o w n端子から出力される論理 「H」 の御用信号に基づいてカウン ト動作を 行う。 すなわち、 位相比較器 4 の U p端子から論理 「 H」 の制御信号が 出力されている間は 、 ァップノダウンカ ウ ンタ 5はカ ウン トァップ動作 を行う。 一方、 位相比較器 4の D o W Π端子;^ら顺理 「 H J の制御信号 が出力されている間は 、 ァップ ダゥンカウンタ 5はカウン ダウン動 作を行う 。 なお 、 本実施形態のアツプ ダウン力クンタ 5は 、 発振周波 数の制御精度を良くすることを目的と してビッ 卜数を大きなちのどする 必要はない。  The up / down counter 5 performs a counting operation based on a logic “H” signal output from the Up and Dow n terminals of the phase comparator 4. That is, while the logic “H” control signal is output from the Up pin of the phase comparator 4, the up-down counter 5 performs the count-up operation. On the other hand, the Do W input terminal of the phase comparator 4; ^ et al. “The up-counter 5 performs a count-down operation while the HJ control signal is being output. Force Kanta 5 does not need to increase the number of bits for the purpose of improving the control accuracy of the oscillation frequency.
D / A変換器 6は 、 ァップ Zダゥンカ ウンタ 5から出力されるカウン ト値を D A変換するこ とによって電圧値を得て 、 得られた電圧値を、 加算器 7を介して V C O 8に供給する。 V C O 8は 、 本発明の局部発振 回路に相当するものであり 、 加算器 7から供給される電圧値に比例した 周波数で発振し 、 その ロ 得られる局部発振周波数の信号を局部発振信 号 f 。と して周波数シンセサイザの外部に出力すると と もに、 P C 3に出 力する。  The D / A converter 6 obtains a voltage value by DA-converting the count value output from the up-Z down counter 5 and supplies the obtained voltage value to the VCO 8 via the adder 7. To do. V C O 8 corresponds to the local oscillation circuit of the present invention, and oscillates at a frequency proportional to the voltage value supplied from the adder 7, and a local oscillation frequency signal obtained as a local oscillation signal f. As well as being output to the outside of the frequency synthesizer, it is output to PC3.
非定常波生成回路 9は、 本発明の非定常信号生成回路に相当するもの であり 、 例えば図 4 ( a ) に示すよ うに、 基準分周器 2 よ り 出力される 基準信号 f rを積分して、 三角波を生成する。 こ こで生成する三角波は、 電圧値が時間的に常に一定の割合で変化する波形の非定常信号である。 . なお、 本実施形態では三角波を生成する例について説明 しているが、 電圧値が時間的に常に定周期で変化する波形の信号であれば、 これ以外 の波形の信号であつてもよレ、。 例えば、 図 4 ( b ) に示すよ う にのこぎ り 波を生成する よ ラ に しても良い。 また、 本実施形態では基準信号 f を 積分する こ と によつて非定常信号を生成しているが、 非定常信号の生成 法はこれに限定される ものではなレ、。 Non stationary wave generating circuit 9, which corresponds to a non-stationary signal generating circuit of the present invention integrates example by Uni shown in FIG. 4 (a), the reference signal f r outputted Ri good reference divider 2 To generate a triangular wave. The triangular wave generated here is This is a non-stationary signal having a waveform in which the voltage value constantly changes at a constant rate in time. In this embodiment, an example of generating a triangular wave is described. However, a signal having a waveform whose voltage value constantly changes in time with a constant period may be used. ,. For example, as shown in Fig. 4 (b), a sawtooth wave may be generated instead. In this embodiment, the non-stationary signal is generated by integrating the reference signal f, but the method of generating the non-stationary signal is not limited to this.
パルス生成回路 1 0は、 P C 3から出力 される比較信号 f v と 、 V C OThe pulse generation circuit 10 includes the comparison signal f v output from the PC 3 and the VCO
8から出力される局部発振信号 f 。 と に基づいて、 S ZH回路 1 1 をサン プノレホール ドするためのサンプリ ングパルス S Pを生成する。 図 5は、 パルス生成回路 1 0の一構成例を示す図である。 また、 図 6は、 図 5の よ う に構成したパルス生成回路 1 0の動作を説明するためのタイ ミ ング チヤ一トである。 Local oscillation signal f output from 8. Based on and, a sampling pulse SP is generated for sampling the S ZH circuit 1 1. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the pulse generation circuit 10. FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the pulse generation circuit 10 configured as shown in FIG.
図 5 ( a ) に示す う に、 パルス生成回路 1 0は、 例えば、 D型フ リ ップフ ロ ップ 2 1 と A N D回路 2 2 と を備えて構成されている。 D型フ リ ップフ ロ ップ 2 1 は 、 データ入力端子 Dに P C 3からの比較信号 f vを 入力 し、 ク ロ ック 子 C Kに V C 0 8からの局部発振信号 f 。を入力するAs shown in FIG. 5 (a), the pulse generation circuit 10 includes, for example, a D-type flip-flop 21 and an AND circuit 22. The D-type flip-flop 21 receives the comparison signal f v from PC 3 at the data input terminal D, and the local oscillation signal f from VC 0 8 at the clock CK. Enter
。 図 6に示すよ う に 、 局部発振信号 f 。は、 比較信号 f vに比べて周期の 短い信号であ り 、 これを D型フ リ ップフ ロ ップ 2 1 の動作ク ロ ック と し て用いる。 これに り 、 データ入力端子 Dに入力された比較信号 f vは、 局部発振信号 f 。の 1周期だけ遅れて正の出力端子 Qから出力される。 ま た、 その反転信号が負の出力端子 Qバーから出力される。 AN D回路 2 2は、 P C 3から出力される比較信号 f v と、 D型フ リ ップフ ロ ップ 2 1 の負の出力端子 Qバーから出力される信号との論理積を と る こ と によ り 、 比較信号 f vが 「H」 の期間中において局部発振信号 f 。の周期で只 1 回のみ論理 「H」 と なる ワ ンシ ョ ッ ト のサンプリ ングパルス S Pを発生 する。 . なお、 こ こでは D型フ リ ップフ ロ ップ 2 1 の動作ク ロ ック と して局部 発振信号 f 。を用いる例について説明 したが、 これに限定されない。 比較 信号 f vに同期 していて、 当該比較信号 f v よ り も周期の短い信号であれ ば、 局部発振信号 f 。以外の信号を用いても良い。 例えば、 そのよ う な信 号を別のタイ ミ ング発生回路 (図示せず) で生成する よ う に しても良い . As shown in Figure 6, the local oscillation signal f. Is a signal having a shorter period than the comparison signal f v , and is used as the operation clock of the D-type flip-flop 21. Thus, the comparison signal f v input to the data input terminal D is the local oscillation signal f. Is output from the positive output terminal Q with a delay of 1 cycle. The inverted signal is output from the negative output terminal Q bar. AN D circuit 22 calculates the logical product of the comparison signal f v output from PC 3 and the signal output from the negative output terminal Q bar of D-type flip-flop 21. Therefore, the local oscillation signal f during the period when the comparison signal f v is “H”. Generates a sampling pulse SP of one shot that is logic “H” only once in a period. To do. Here, the local oscillation signal f is used as the operation clock for the D-type flip-flop 21. Although the example using is described, it is not limited to this. If the signal is synchronized with the comparison signal f v and has a shorter cycle than the comparison signal f v , the local oscillation signal f. Other signals may be used. For example, such a signal may be generated by another timing generation circuit (not shown).
また、 パルス生成回路 1 0 は P C 3 から出力される比較信号 f v と 、In addition, the pulse generation circuit 10 has a comparison signal f v output from PC 3 and
V C O 8 から出力される局部発振信号 f 。を P C 3 で分周 している途中の 信号 (例えば、 P C 3 が備える 1 プリ スケーラ ( n は 1 6 3 2Local oscillation signal f output from V C O 8. A signal that is being divided by P C 3 (for example, 1 prescaler provided by P C 3 (where n is 1 6 3 2
6 4 など) の出力信号) と に基づいてサンプリ ングパルス S P を生成す る よ う に しても良い。 P C 3 での分周比が大きいと、 サンプリ ングパル ス S Pのデュ一ティ が大さ < な り Λノレス φ畐カ ヒ ゲのよ う に極めて細く なる 。 そのため、 レス信号が見えなく なつて しま う こ と もあるので、 分周比が小さい段階のプリ スケ ラ出力を用いる こ とで、 サンプリ ング パルス S P のノ ノレス Φ畐をある程度大き く する こ と ができ る。 The sampling pulse S P may be generated based on the output signal of 6). If the frequency division ratio at P C 3 is large, the sampling pulse SP will have a smaller duty, and will be as thin as Λ Norres φ 畐. As a result, the less signal may become invisible, so the use of a prescaler output with a small division ratio will increase the sampling pulse SP's no-less Φ 畐 to some extent. You can.
また、 P C 3 での分周途中の信号を用いる代わ り に、 図 5 ( b ) に示 すよ う に、 複数の D型フ シプフ ロ ップ 2 1 を縦続接続する よ う に して も良い。 このよ う に した場 α ち サンプリ ングパルス S Pのノ ノレス を ある程度大き く する こ とがでさ る P C 3 での分周途中の信号を用いる In addition, instead of using the signal in the middle of frequency division by PC 3, as shown in Fig. 5 (b), multiple D-type flip-flops 21 can be connected in cascade. good. In this way, α can be used to increase the sampling pulse S P's nores to some extent.
·¾;口 は、 サンプリ ングパルス S Pのパルス幅が分周比によつて変わるの で、 ノヽ °ノレス幅の安定化とレ、 ラ 点では D型フ リ ップフロ ップ 2 1 を多段接 続する構成の方が好ま しレ、 ただし、 パルス幅が分周比によつて変わる といつても 、 周波数範囲が狭レ、ので、 パルス幅の変化量は殆ど無視でき¾¾; Since the pulse width of the sampling pulse SP varies depending on the frequency division ratio, stabilization of the noiseless width and the multi-stage connection of the D-type flip-flop 21 at the point la However, since the frequency range is narrow whenever the pulse width changes depending on the division ratio, the amount of change in the pulse width is almost negligible.
ΌΌ
S Z H回路 1 1 は、 パルス生成回路 1 0 によ り 生成されたサンプリ ン グノ ルス s Pによって、 非定常波生成回路 9によ り生成された二角波信 号の電圧値をサンプルホ一ノレドし、 ホ —ル ドした電圧値を 、 ノく ク フ ァ 1The SZH circuit 1 1 is the sample generated by the pulse generation circuit 1 0. The voltage value of the square wave signal generated by the non-stationary wave generation circuit 9 is sampled by the gnos s P, and the held voltage value is converted to the knock 1
2および加算器 7 を介して V C O 8に供給する。 加算器 7は 、 D Z A変 換器 6から供給される 圧値と、 s H回路 1 1 からノく ッファ 1 2 を介 して供給される電圧値とを加算し、 加算した結果の電圧値を V C O 8に 供給する。 2 and adder 7 to supply V C O 8. The adder 7 adds the voltage value supplied from the DZA converter 6 and the voltage value supplied from the s H circuit 11 1 through the buffer 1 2, and the resulting voltage value is added. Supply to VCO 8.
以上のよ うな周波数シンセサイザにおいて、 位相比較器 4 、 ァップノ ダウンカウンタ 5および D Z A変換器 6 を経由するループに つて第 1 のロ ックノレ —プが形成される また、 非定常波生成回路 9 、 Λルス生成 回路 1 0および S H回路 1 1 を経由するループによつて第 2の口 ック ル一プが形成される □  In the frequency synthesizer as described above, the first lock loop is formed for the loop that passes through the phase comparator 4, the up-down counter 5 and the DZA converter 6, and the non-stationary wave generation circuit 9 and the Λ-Lus generation The second loop loop is formed by the loop that goes through circuit 1 0 and SH circuit 1 1 □
次に、 上記のよ ラに構成した第 1 の実施形態に る周波数シンセサイ ザの動作を説明する 。 図 7は 、 第 1 の実施形態による周波数シンセサイ ザの動作を説明するための図であり、 図 7 ( a ) は第 1 のロ ックノレ一プ による動作を示し 、 図 7 ( b ) は第 2のロ ックノレ一プによる動作を示し てい Ό。  Next, the operation of the frequency synthesizer according to the first embodiment configured as described above will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the frequency synthesizer according to the first embodiment. FIG. 7 (a) shows the operation by the first lock loop, and FIG. 7 (b) shows the second synthesizer. Shows the operation of a locknore of Ό.
第 1 のロ ックノレ プにおレ、て 、 位相比較 4は 、 基準分周器 2から出 力される基準信号 r と、 P C 3から出力される比較信号 vとの位相差 を検出する。 比較信号 の位相が基準信号 の位相よ り遅れる と、 そ の位相差に応じたパルス幅を有する論理 「 H」 の制御信号が位相比較器 4 の U p端子から出力される。 この と き位相比較器 4 の D o w n端子に は、 論理 「し」 の制御信号が出力されている。 In the first lock replica, the phase comparison 4 detects the phase difference between the reference signal r output from the reference frequency divider 2 and the comparison signal v output from the PC 3. When the phase of the comparison signal is delayed from the phase of the reference signal, a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the Up terminal of the phase comparator 4. At this time, a logic “Shi” control signal is output to the D own terminal of the phase comparator 4.
位相比較器 4 の U p端子から出力された論理 「H」 の制御信号と、 D o w n端子から出力された論理 「 L」 の制御信号は、 アップ/ダウン力 ゥンタ 5に入力される。 アップ/ダウンカウンタ 5は、 位相比較器 4の U p端子から入力される論理 「H」 の制御信号に同期して、 カウン トァ ップ動作を行 う。 そ して、 カ ウン トア ップされたカ ウン ト値が DZ A変. 換器 6によ り DZA変換され、 これによつて得られた電圧値が加算器 7 を介して V C 08に出力される。 The logic “H” control signal output from the U p terminal of the phase comparator 4 and the logic “L” control signal output from the D own terminal are input to the up / down force counter 5. The up / down counter 5 is synchronized with the logic “H” control signal input from the Up pin of the phase comparator 4 and counts down. Execute the pop-up operation. Then, the counted up count value is DZA converted by the DZ A converter 6 and the voltage value obtained by this is output to the VC 08 via the adder 7. Is done.
このよ う なア ップノダウンカ ウンタ 5のカ ウ ン トア ップ動作によって 、 DZ A変換器 6から出力される電圧値が上昇する と 、 それに伴って V C 08の発振周波数は上昇する。 そのため、 じ 0 8から ? 。 3にフィ ― ドバッ ク される局部発振信号 f 。の周波数が上昇し、 これを分周 した比 較信号 f vの周波数も上昇する。 これによ り 、 基準信号 f rの周波数よ り も低かった比較信号 f vの周波数が、 当該基準信号 f 「の周波数に近づい ていく 。 その結果、 V C 08 よ り 出力される局部発振信号 f 。の周波数は 、 基準信号 f rの周波数に比例 した所望の周波数に近づいていく 。 When the voltage value output from the DZA converter 6 increases due to the count-up operation of the up / down counter 5 in this way, the oscillation frequency of the VC 08 increases accordingly. Therefore, from 0 0 8? . Local oscillator signal f fed back to 3. Frequency increases, this frequency dividing ratio較信No. f v is also increased. As a result, the frequency of the comparison signal f v that is lower than the frequency of the reference signal f r approaches the frequency of the reference signal f “. As a result, the local oscillation signal f output from the VC 08 frequency. is approaches the desired frequency proportional to the frequency of the reference signal f r.
一方、 比較信号 f vの位相が基準信号 f rの位相よ り進むと、 その位相 差に応じたパルス幅を有する論理 「 H」 の制御信号が位相比較器 4の D o w n端子から出力される。 このと き位相比較器 4の U p端子には、 論 理 「 L」 の制御信号が出力されている。 On the other hand, when the phase of the comparison signal f v advances from the phase of the reference signal f r , a logic “H” control signal having a pulse width corresponding to the phase difference is output from the D own terminal of the phase comparator 4. . At this time, a logical “L” control signal is output to the U p terminal of the phase comparator 4.
位相比較器 4の U p端子から出力された論理 「 L」 の制御信号と 、 D o w n端子から出力された論理 「H」 の制御信号は、 ア ツプ ダウン力 ゥンタ 5に入力される。 ア ップ Zダウンカ ウンタ 5は、 位相比較器 4の D o w n端子から入力される論理 「H」 の制御信号に同期 して、 カ ウン トダウン動作を行 う。 そ して、 カ ウン トダウンされたカ ウン ト値が DZ A変換器 6によ り D/A変換され、 これによつて得られた電圧値が加算 器 7 を介 して V C 08に出力される。  The logic “L” control signal output from the Up pin of the phase comparator 4 and the logic “H” control signal output from the Dow n terminal are input to the up-down force counter 5. The up-Z down counter 5 performs a count-down operation in synchronization with the logic “H” control signal input from the Dow n terminal of the phase comparator 4. Then, the counted down count value is D / A converted by the DZA converter 6, and the voltage value obtained by this is output to the VC 08 via the adder 7. The
このよ う なア ツプ ダウンカ ウンタ 5のカ ウン トダウン動作によって 、 D/A変換器 6から出力される電圧値が下降する と 、 それに伴って V C 08の発振周波数は下降する。 そのため、 じ 0 8から ? じ 3にフ ィ ― ドバッ ク される局部発振信号 f 。の周波数が下降し、 これを分周 した比 較信号 f vの周波数も下降する。 これによ り 、 基準信号 f r の周波数よ り も高かった比較信号 f vの周波数が、 当該基準信号 f r の周波数に近づい ていく 。 その結果、 V C O 8 よ り 出力される局部発振信号 f 。の周波数は 、 基準信号 f rの周波数に比例した所望の周波数に近づいていく 。 When the voltage value output from the D / A converter 6 decreases due to the count-down operation of the up-counter 5 as described above, the oscillation frequency of the VC 08 decreases accordingly. Therefore, from 0 0 8? Local oscillation signal f fed back to 3 The frequency of The frequency of the comparison signal f v also decreases. This ensures that the frequency of the reference signal f r comparison signal f v Ri was also high by frequency of, approaches the frequency of the reference signal f r. As a result, the local oscillation signal f output from VCO 8. The frequency approaches the desired frequency proportional to the frequency of the reference signal f r.
このよ う に、 周波数シンセサイザは、 図 7 ( a ) に示すよ う に、 比較 信号 f vの周波数が基準信号 f 「の周波数よ り 高く ても低く ても、 比較信 号 f vの周波数が基準信号 f Fの周波数に近づく よ う に動作する。 そ して 、 最終的には位相比較器 4 から出力される制御信号は、 U p端子および D o w n端子の両方と も論理 「 L」 とな り 、 ア ツプノダウンカ ウンタ 5 のカ ウン ト動作が停止 して、 一定のカ ウン ト値が出力される こ と と なる ただし、 本実施形態においてア ップ Zダウンカ ウンタ 5 の ビッ ト数は それほど大き く なく 、 周波数の分解能があま り 高く ない。 そのため、 発 振周波数調整の処理速度は速く でき る ものの、 比較信号 f vの周波数を基 準信号 f 「 の周波数に精度よ く 一致させる こ と は難しい。 本実施形態では 、 比較信号 f v の周波数を基準信号 f r の周波数に精度よ く 一致させるた めに、 S Z H回路 1 1 を用いた第 2 のロ ッ クループで発振周波数の微調 整を行っている。 Ni will this Yo, frequency synthesizer, Remind as in FIG. 7 (a), be even lower high Ri by frequency frequency reference signal f "of the comparison signal f v, the frequency of the comparison signal f v It operates so as to approach the frequency of the reference signal f F. Finally, the control signal output from the phase comparator 4 is logically “L” at both the Up and D own terminals. In other words, the count operation of Upno Down Counter 5 stops and a constant count value is output. However, in this embodiment, the number of bits of Up Z Down Counter 5 is not so large. It is not large and the frequency resolution is not very high. Therefore, although the processing speed of the oscillation frequency adjustment can be increased, it is difficult to accurately match the frequency of the comparison signal f v with the frequency of the reference signal f “. In this embodiment, the comparison signal f v In order to make the frequency coincide with the frequency of the reference signal fr with high accuracy, the oscillation frequency is finely adjusted in the second lock loop using the SZH circuit 11.
すなわち、 基準分周器 2 よ り 出力される基準信号 f が非定常波生成回 路 9 によ り 積分されて、 三角波信号が生成される。 また、 パルス生成回 路 1 0 によ り 、 比較信号 f vに同期 したサンプリ ングパルス S Pが生成さ れる。 そ して、 図 7 ( b ) に示すよ う に、 パルス生成回路 1 0 によ り 生 成されたサンプリ ングパルス S Pによって、 非定常波生成回路 9 によ り 生成された三角波信号の電圧値が S / H回路 1 1 によ り サンプルホール ドされ、 ホール ドされた電圧値が、 バ ッ フ ァ 1 2 をおよび加算器 7 を介 して V C 0 8 に供給される。 このよ う なサンプルホール ド動作によって、 ッファ 1 2 から出力さ. れる電圧値が例えば上昇する と 、 それに伴って V C O 8 の発振周波数は 上昇する。 そのため、 V C 0 8 力、ら P C 3 にフィ ー ド くック される局部 発振信号 f 。の周波数が上昇し、 これを分周 した比較信号 f vの周波数も 上昇する。 これによ り 、 基準信号 f rの周波数よ り も低かった比較信号 f vの周波数が、 当該基準信号 f rの周波数に近づいていく 。 その結果、 V C 0 8 よ り 出力される局部発振信号 f 。の周波数は、 基準信号 f ^の周波 数に比例 した所望の周波数に近づいていく 。 That is, the reference signal f output from the reference frequency divider 2 is integrated by the nonstationary wave generation circuit 9 to generate a triangular wave signal. Further, Ri by the pulse generating circuits 1 0, synchronized sampling Nguparusu SP is generated comparison signal f v. Then, as shown in Fig. 7 (b), the voltage value of the triangular wave signal generated by the non-stationary wave generation circuit 9 by the sampling pulse SP generated by the pulse generation circuit 10 becomes S. Sampled and held by the / H circuit 11 1, the held voltage value is supplied to the VC 0 8 through the buffer 1 2 and the adder 7. When the voltage value output from the buffer 1 2 increases, for example, by such sample-hold operation, the oscillation frequency of the VCO 8 increases accordingly. Therefore, the local oscillation signal f fed back to PC 3 by VC 0 8 force. Frequency increases, and also increases the frequency of the comparison signal f v of this by dividing. This ensures that the frequency of the reference signal f r comparison signal f v Ri also was lower by frequency of, approaches the frequency of the reference signal f r. As a result, the local oscillation signal f output from VC 0 8. The frequency of becomes closer to the desired frequency proportional to the frequency of the reference signal f ^.
また、 バッ ファ 1 2 から出力される電圧値が下降する と 、 それに伴つ て V C 0 8 の発振周波数は下降する。 そのため、 じ 0 8 から ? じ 3 に フィ 一 ドバック される局部発振信号 f 。の周波数が下降し、 これを分周 し た比較信号 f vの周波数も下降する。 これによ り 、 基準信号 の周波数 よ り も高かった比較信号 f vの周波数が、 当該基準信号 f rの周波数に近 づいていく 。 その結果、 V C O 8 よ り 出力される局部発振信号 f 。の周波 数は、 基準信号 f 「の周波数に比例 した所望の周波数に近づいていく 。 実際は、 ア ップ/ダウン力 ゥンタ 5 から D/ A変換器 6 を介して供給 される電圧値と、 S ZH回路 1 1 からバッ ファ 1 2 を介して供給される 電圧値とが加算器 7 にて加算され、 加算 した結果の電圧値が V C O 8 に 供給される。 すなわち、 ア ツプ ダウンカ ウンタ 5 によって粗調整され た電圧値に対して、 S ZH回路 1 1 によって微調整された電圧値が加算 され、 その加算結果の電圧値によって V C 0 8 の発振周波数が制御され る。 When the voltage value output from the buffer 1 2 decreases, the VC 0 8 oscillation frequency decreases accordingly. Therefore, from 0 0 8? Local oscillation signal f fed back to Frequency is lowered, and also lowered the frequency of the comparison signal f v of this by dividing. This ensures that the frequency of the comparison signal f v Ri was high by the frequency of the reference signal, will nearing the frequency of the reference signal fr. As a result, the local oscillation signal f output from VCO 8. The frequency of the signal approaches the desired frequency proportional to the frequency of the reference signal f “. Actually, the voltage value supplied from the up / down force motor 5 via the D / A converter 6 and S The voltage value supplied from the ZH circuit 1 1 through the buffer 1 2 is added by the adder 7 and the added voltage value is supplied to the VCO 8. That is, by the up / down counter 5 The voltage value finely adjusted by the S ZH circuit 1 1 is added to the roughly adjusted voltage value, and the oscillation frequency of VC 0 8 is controlled by the voltage value of the addition result.
そ して、 最終的に比較信号 f vの位相は基準信号 f rの位相と完全に同 期 して、 V C O.8 の発振周波数は一定周波数にロ ッ ク される。 非ロ ッ ク 状態のと きは、 比較信号 f vの周期毎にサンプルホール ドされる電圧値 VFinally, the phase of the comparison signal f v is completely synchronized with the phase of the reference signal f r , and the oscillation frequency of VC O.8 is locked to a constant frequency. In the non-locked state, the voltage value V sampled and held every period of the comparison signal f v
, , V 2 , V 3 , · · ' は異なる値と なっているが、 ロ ッ ク状態になる と 、 この電圧値が一定と なる。 また、 サンプリ ングノ ノレス S Pの時間間隔. ち一定と なる。 ,, V 2 , V 3, ... 'have different values, but when locked, This voltage value is constant. The sampling interval of SP is no constant.
以上詳しく 説明 したよ う に、 第 1 の実施形態では、 ァ yプノダゥンカ クンタ 5 を用いて第 1 のロ ッ クループを形成する と と ちに 、 S / H回路 As described above in detail, in the first embodiment, when the first lock loop is formed by using the key 5 and the S / H circuit is formed.
1 1 を用いて第 2 の口 ッ ク ゾレープを形成する'。 そ して 、 第 1 のロ ッ クノレ 一プによって局部発振周波数の粗調整を行う と と もに 、 第 2 の口 ッ クノレ 一プによって局部発振周波数の微調整を行う よ う に した このよ う に、 ァ ップ ダウン力 クンタ 5 を用いて周^数シンセサイザを構成する方式 をと つているので、 基準信号 f r と比較信号 f v との位相差に応じてコ ン デンサに電荷をチャージした り ポンプした り する動作が不要で、 大容量 のコ ンデンサを用いる L P F を周波数シンセサイザから省略する こ と が でき る。 1 1 is used to form the second mouth-and-mouth zole. Then, the local oscillation frequency is coarsely adjusted by the first lock loop, and the local oscillation frequency is finely adjusted by the second lock loop. In addition, since the frequency synthesizer is configured using the up-down force Kunta 5, the capacitor is charged according to the phase difference between the reference signal f r and the comparison signal f v . This eliminates the need for pumping and eliminates LPFs that use large capacitors from frequency synthesizers.
また、 第 1 の実施形 によればゝ ロ ッ ク させる局部発振周波数の制御 精度を上げるためにァ クプ Zダウンカ ウンタ 5 の ビッ ト数を大き < する 必要がなく 、 局部発振周波数を所望の周波数に高速に口 ッ ク させる こ と ができ る。 しかち、 s / H回路 1 1 を用いた微調整によつて、 局部発振 周波数を精度良く π ック させる こ とができ る。 以上よ り 、 ロ ッ ク させる 局部発振周波数の制御精度と処理速度と を共に擬制にする こ と な < 、 周 波数シンセサイザの構成を 1 つの半導体チップに集積する こ と がでさ る  Further, according to the first embodiment, it is not necessary to increase the number of bits of the cap Z down counter 5 in order to increase the control accuracy of the local oscillation frequency to be locked, and the local oscillation frequency is set to a desired frequency. Can be quickly spoken to. However, the local oscillation frequency can be accurately π-capped by fine adjustment using the s / H circuit 11 1. As described above, both the control accuracy and processing speed of the local oscillation frequency to be locked are imitated, and the configuration of the frequency synthesizer can be integrated on one semiconductor chip.
(第 2 の実施形態) (Second embodiment)
次に、 本発明の第 2 の実施形態について説明する。 図 8 は、 第 2 の実 施形態によ る周波数シンセサイザの全体構成例を示す図 ある。 なお 、 この図 8 において、 図 3 に示した符号と 同一の符号を付したものは 一 の機能を有する ものであるので、 こでは重複する説明を省略する な お、 図 8 に示す構成は全て、 例えば C MO S プロセス、 あるレ、は B i C MO S プロ セスにて同 じ半導体チップ上に集積されている。 ただし、 本 実施形態において、 図 8 に示す'構成の全てを 1 チップに集積する こ と は 必須でない。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of the overall configuration of a frequency synthesizer according to the second embodiment. Note that in FIG. 8, those with the same reference numerals as those shown in FIG. 3 have the same function, and therefore, redundant description thereof is omitted here. All the configurations shown in Fig. 8 are integrated on the same semiconductor chip by, for example, a CMOS process, or a BiCMOS process. However, in this embodiment, it is not essential to integrate all of the components shown in FIG. 8 on one chip.
第 2 の実施形態において、 V C 0 8 には、 容量値の異なる複数のバラ ク タダイオー ド 3 1 — ,〜 3 1 _8 と、 当該複数のバラ ク タ ダイオー ド 3 1 - , 〜 3 1 — 8の何れかを選択する複数のスィ ッチ 3 2 _ , 〜 3 2 — 8 と、 容 量値の異なる複数の共振コ ンデンサ 3'3 - ,〜 3 3 — 8 と、 当該複数の共振 コ ンデンサ 3 3 ― ,〜 3 3 — 8の何れかを選択する複数のス ィ ツチ 3 4 — , 〜 3 4 — 8 と 、 共振コィノレ 3 5 と、 バ ッ フ ァ 3 6 とが接続されている。 複数のバラ ク タダイ オー ド 3 1 _ ,〜 3 1 _8は、 複数のスィ ッチ 3 2 _ ,〜 3 2 _8からス ィ ツチ S W 1 を介して加算器 7 に接続される と と もに 、 スィ ッチ S W 2 を介 して固定電圧の電源 4 0 に接続されている。 スィ ツチ S W 1 とスィ ツチ S W 2 は、 後述する制御回路 3 9 の制御によって 、 必ず一方がオンのと きは他方がオフ と なる よ う に制御される。 すなわ ち、 スィ ッチ S W 1 力 オンのと きにスィ ッチ S W 2 はオフ、 スィ ッチ S W 2 がオンのと きにスィ ッチ S W 1 はオフ と なる。 In the second embodiment, VC 0 8 includes a plurality of varactor diodes 3 1 —, ˜3 1 _ 8 having different capacitance values and a plurality of varactor diodes 3 1-, ˜3 1 — a plurality of sweep rate to select one of 8 pitch 3 2 _, ~ 3 2 - 8 and, capacitance values of a plurality of different resonant capacitors 3'3 -, ~ 3 3 - 8, the plurality of resonator Capacitors 3 3 ―, ~ 3 3 — Multiple switches for selecting one of 3 3 — 8 , ~ 3 4 — 8 , Resonance coin 35 and Buffer 3 6 are connected . A plurality of rose-click Thaddeus Hauts de 3 1 _, ~ 3 1 _ 8, a plurality of sweep rate pitch 3 2 _, when connected to the adder 7 via the ~ 3 2 _ 8 crows I Tutsi SW 1 bets Furthermore, it is connected to a fixed voltage power source 40 through switch SW 2. The switch SW 1 and the switch SW 2 are controlled so that when one is turned on, the other is turned off by the control of a control circuit 39 described later. In other words, switch SW 2 is turned off when switch SW 1 is turned on, and switch SW 1 is turned off when switch SW 2 is turned on.
複数のスィ ッチ 3 2 ― ,〜 3 2 — 8は、 制御回路 3 9 の制御によって、 そ の何れかが選択的にオンと される。 こ こで、 スィ ッチ 3 2 , と スィ ッチ 3 2 _ 5、 スィ ッチ 3 2 — 2 と スィ ッチ 3 2 — 6、 スィ ッチ 3 2 _ 3 と スイ ツ チ 3 2 — 7、 スィ ッチ 3 2 — 4 とスィ ッチ 3 2 — 8の組は各々同期 してオン またはオフ と なる。 同様に'、 複数の共振コ ンデンサ 3 3 ― , 〜 3 3 — 8と グ ラン ドと の間に接続されたスィ ツチ 3 4 _ , と スィ ツチ 3 4 — 5、 スィ ツチ 3 4 — 2 と スィ ッチ 3 4 — 6、 スィ ッチ 3 4 — 3 と スィ ッチ 3 4 _ 7、 スイ ツ チ 3 4 _ 4 と スィ ツチ 3 4 _ 8の組は各々同期 してオンまたはオフ と なる。 第 2 の実施形態では、 容量値の異なる複数のバラ ク タ ダイ オー ド 3 1 — ,〜 3 1 — 8の中からスィ ッチ 3 2 — ,〜 3 2 -8によ り 何れかを選択する と と もに、 選択したバラ ク タダイォー ドの容量値を加算器 7 からの印加電 圧によって変化させる こ と で、 V C 0 8 の局部発振周波数が変化する よ う に構成している。 具体的には、 まず複数のバラ ク タ ダイ オー ド 3 1 — , 〜 3 1 — 8の中から適当な容量値のものを選択する こ と によ り V C 0 8 の 局部発振周波数を粗調整する。 その後、 その選択したバラク タダイォー ドの容量値を加算器 7 からの印加電圧によって変化させる こ と で、 V C 0 8 の局部発振周波数を細かく 調整し いく 。 Multiple sweep rate pitch 3 2 -, - 3 2 - 8, the control of the control circuit 3 9, one of its is selectively turned on. Here, switch 3 2, and switch 3 2 _ 5 , switch 3 2 — 2 and switch 3 2 — 6 , switch 3 2 _ 3 and switch 3 2 — 7 , Switch 3 2 — 4 and Switch 3 2 — 8 are turned on or off in synchronization with each other. Similarly ', a plurality of resonant capacitors 3 3 -, - 3 3 - 8 and connected sweep rate Tutsi 3 4 _ between the grayed run de, a sweep rate Tutsi 3 4 - 5, sweep rate Tutsi 3 4 - 2 sweep rate pitch 3 4 - 6, sweep rate pitch 3 4 - a 3 and sweep rate pitch 3 4 _ 7, a set of Sui Tsu Chi 3 4 _ 4 and sweep rate Tutsi 3 4 _ 8 are each synchronously turned on or off . In the second embodiment, a plurality of varactor diodes with different capacitance values 3 1 — , ~ 3 1 - 8 sweep rate pitch 3 2 out of the -, ~ 3 2 - application of the 8 selects either Ri by the the monitor, from the adder 7 to the capacitance value of the selected rose click Tadaio de By changing the voltage according to the voltage, the local oscillation frequency of VC08 is changed. Specifically, a plurality of first rose Selector Selector die Hauts de 3 1 -, - 3 1 - 8 roughly adjusted local oscillation frequency of the VC 0 8 Ri by the and this to select a suitable capacitance value among the To do. Thereafter, the local oscillation frequency of VC 0 8 is finely adjusted by changing the capacitance value of the selected varactor diode according to the voltage applied from the adder 7.
複数のバラ ク タ ダイオー ド 3 1 ―, 〜 3 1 _8の中から何れかを選択する 際は、 スィ ッチ S W 2 をオンとする。 スィ ッチ S W 2 がオンのと きは、 スィ ツチ 3 2 — ,〜 3 2 —8を介してバラ ク タダイ オー ド 3 1 — ,〜 3 1 _8 に供給される電圧は電源 4 0 の固定電圧と なるが、 複数のスィ ツチ 3 2 _A plurality of rose Selector Selector diode 3 1 -, when selecting any of ~ 3 1 _ 8 turns on the sweep rate pitch SW 2. When switch SW 2 is on, the voltage supplied to varactor diodes 3 1 —, ~ 3 1 _ 8 via switches 3 2 —, ~ 3 2 — 8 Fixed voltage, but multiple switches 3 2 _
,〜 3 2 _8の何れかを選択的にオンとする こ と によ り 、 V C 0 8 に繫が るバラ ク タダイオー ドの容量値を可変とする こ と ができ る。 これによ り 、 V C 0 8 の局部発振周波数が変化する。 , Ri by the and the child to be selectively turned on one of the ~ 3 2 _ 8, Ru can and child to a variable capacitance value of the rose-click Tadaio de繫is that the VC 0 8. As a result, the local oscillation frequency of VC 0 8 changes.
また、 複数のバラク タダイ オー ド 3 1 — ,〜 3 1 _8の中から何れかを選 択した後は、 スィ ッチ S W 1 をオンとする。 スィ ッチ S W 1 がオンにな つている と、 加算器 7 から出力された電圧がスィ ツチ 3 2 — ,〜 3 2 _8を 介してバラク タダイ オー ド 3 1 ― ,〜 3 1 _8に対して逆方向にかけられ、 ダイ オー ドの持っている コ ンデンサ容量 (接合容量) が変化する。 こ こ で、 ロ ッ ク時以外は、 加算器 7 から出力される電圧値は変化している。 この電圧の変化によってバラ ク タダイ オー ド 3 1 — ,〜 3 1 — 8の容量値を 可変と し、 V C 0 8 の発振周波数を変化させる こ と ができ る。 In addition, a plurality of Barack Thaddeus Hauts de 3 1 -, after you select either from in ~ 3 1 _ 8, and turns on the sweep rate pitch SW 1. When switch SW 1 is turned on, the voltage output from adder 7 is applied to varactor diodes 3 1-, ~ 3 1 _ 8 via switches 3 2-, ~ 3 2 _ 8 On the other hand, it is applied in the opposite direction, and the capacitor capacity (junction capacity) of the diode changes. Here, the voltage output from adder 7 is changing except when locked. By changing this voltage, the capacitance values of varactor diodes 3 1-, ~ 3 1-8 can be varied, and the oscillation frequency of VC 0 8 can be changed.
第 2 の実施形態では、 第 1 の実施形態で説明 したア ツプ ダウンカ ウ ンタ 5 を用いた第 1 のロ ッ クループと 、 S ZH回路 1 1 を用いた第 2 の 口 ッ クル一プに加えて、 次のよ う な第 3 の口 ッ クル一プを備えている。 第 3のロ ッ クループは、 周波数カ ウンタ 3 7 と 、 周波数比較器 3 8 と 、 . 制御回路 3 9 と を備えている。 In the second embodiment, the first lock loop using the up / down counter 5 described in the first embodiment and the second mouth loop using the S ZH circuit 11 are used. In addition, the following third package is provided. The third lock loop includes a frequency counter 3 7, a frequency comparator 3 8, and a control circuit 3 9.
周波数カ ウンタ 3 7は、 V C 08からバッ ファ 3 6 を介して出力きれ る局部発振信号 f 。の周波数 (以下、 局部発振周波数 f 。 と記す) をカ ウ ン トする。 周波数比較器 3 8は、 周波数カ ウンタ 3 7でカ ウン ト された 局部発振周波数 f 。 と、 周波数シンセサイザで最終的に収束させたい目標 の周波数 f p と の大小を比較し、 その比較結果を制御回路 3 9に伝える。 こ こで、 目標の周波数 f pは、 図示 しないマイ コンあるいは D S P (Digi tal Signal Processor) から周波数比較器 3 8 に供給される。 The frequency counter 37 is a local oscillation signal f that can be output from VC 08 via the buffer 36. The frequency (hereinafter referred to as local oscillation frequency f) is counted. The frequency comparator 3 8 is the local oscillation frequency f counted by the frequency counter 3 7. Is compared with the target frequency f p to be finally converged by the frequency synthesizer, and the comparison result is transmitted to the control circuit 39. Here, the target frequency f p is supplied to the frequency comparator 3 8 from a microcomputer (not shown) or a DSP (Digital Signal Processor).
また、 周波数比較器 3 8は、 V C 08がと り 得る発振周波数の範囲を n ( nは 2以上の整数) 分割 した周波数範囲の う ち、 目標の周波数 f pが 属 している周波数範囲の境界に当たる周波数 f mi„, f max と、 周波数カ ウ ンタ 3 7でカ ウン 卜 された局部発振周波数 f 。 との大小を比較し、 その比 較結果を制御回路 3 9に伝える。 こ こで、 目標の周波数 f pが属 している 周波数範囲の境界に当たる周波数 f min, f max も、 図示しないマイ コ ンあ るいは D S Pから周波数比較器 3 8に供給される。 The frequency comparator 38 is a frequency range obtained by dividing the oscillation frequency range that can be taken by VC 08 by n (n is an integer of 2 or more), and the frequency range to which the target frequency f p belongs. The frequency f mi „, f max hitting the boundary is compared with the local oscillation frequency f counted by the frequency counter 37, and the comparison result is transmitted to the control circuit 39. The frequencies f min and f max corresponding to the boundary of the frequency range to which the target frequency f p belongs are also supplied to the frequency comparator 38 from a microcomputer or DSP (not shown).
例えば、 本実施形態の周波数シンセサイザを FMラ ジオ受信機に適用 する場合には、 図 9に示すよ う に、 F Mの受信周波数範囲 ( 7 6〜 1 0 8 MH z ) を 4つの周波数範囲 f ,〜 f 4に 4等分する。 こ こで、 目標の 周波数 f pが 8 5 MH z であったとする と、 周波数比較器 3 8は、 局部発 振周波数 f 。 と 目標の周波数 f p (= 8 5 MH z ) と の大小を比較 し、 そ の比較結果を制御回路 3 9に伝える。 また、 周波数比較器 3 8は、 当該 目標の周波数 f pが属 している周波数範囲 f 2の境界に当たる周波数 f min ( = 8 4 M H z ) , f max ( = 9 2 M H z ) と局部発振周波数 f 。 と の大小 を比較し、 その比較結果を制御回路 3 9に伝える。 For example, when the frequency synthesizer of this embodiment is applied to an FM radio receiver, the FM reception frequency range (76 to 108 MHz) is divided into four frequency ranges f as shown in FIG. , ~ F 4 into 4 equal parts. Here, assuming that the target frequency f p is 85 MHz, the frequency comparator 3 8 uses the local oscillation frequency f. Is compared with the target frequency f p (= 85 MHz) and the comparison result is transmitted to the control circuit 39. In addition, the frequency comparator 3 8 includes the frequency f min (= 8 4 MHz) and f max (= 9 2 MHz) corresponding to the boundary of the frequency range f 2 to which the target frequency f p belongs and local oscillation. Frequency f. Compare the size of and and pass the comparison result to the control circuit 39.
制御回路 3 9は、 周波数比較器 3 8から供給される比較結果の信号に 基づいて、 スィ ッチ 3 2 — ! 3 2 _8, 3 4 — ! 3 4 — 8, S W 1 , S W 2 の選択状態を切 り 替える。 最初は、 制御回路 3 9 はスィ ッチ S W 2 をォ ンにする と と もに、 例えばスィ ッチ 3 2 い 3 2 — 5 , 3 4 _ , , 3 4 _ 5 をオンと し、 その他のスィ ッチをオフ とする。 この状態は、 最も低い周 波数範囲 f , を選択した状態である。 The control circuit 39 receives the comparison result signal supplied from the frequency comparator 38. Based on this, switch 3 2 —! 3 2 _ 8 , 3 4 —! 3 4 — 8 , SW 1, SW 2 selection is switched. Initially, the control circuit 3 9 turns on the switch SW 2 and turns on the switch 3 2 3 2 — 5 , 3 4 _,, 3 4 _ 5 , etc. Turn off the switch. In this state, the lowest frequency range f, is selected.
この状態で、 周波数比較器 3 8 は、 局部発振周波数 f 。 と 目標の周波数 f p ( = 8 5 MH z ) と の大小を比較する と と もに、 目標の周波数 f pが 属する周波数範囲 f 2の境界に当たる 波数 f mi„ ( = 8 4 MH z ) , f nax ( = 9 2 M H z ) と局部発振周波数 f 。 と の大小を比較し、 その比較結果 を制御回路 3 9 に伝える。 こ こで、 制御回路 3 9 は、 f rai„ < f 。く f max の条件が成り 立つかど う かを判定し、 成り 立たないと きは、 スィ ッチ S W 2 はオンに したまま、 局部発振周波数 f 。 と 目標の周波数 f p との大小 関係に応じてスィ ツチ 3 2 - , 3 2 _8) 3 4 - , 3 4 — 8の選択状態を 切 り 替える。 In this state, the frequency comparator 3 8 has the local oscillation frequency f. And the target frequency fp (= 8 5 MHz) and the wave number f mi „(= 8 4 MHz), f that falls on the boundary of the frequency range f 2 to which the target frequency f p belongs The magnitude of nax (= 9 2 MHz) and the local oscillation frequency f are compared, and the comparison result is transmitted to the control circuit 39. Here, the control circuit 39 has f rai „<f. If the condition of f max is satisfied, if not, switch SW 2 remains on and local oscillation frequency f. Switch the selected state of switches 3 2-, 3 2 _ 8) 3 4-, 3 4 — 8 according to the magnitude relationship between and the target frequency f p .
こ こでは、 f 。く f p と なるので、 局部発振周波数 f 。を大き く して 目 標の周波数 f pに近づけるために、 スィ ッチ 3 2 3 2 - 5 , 3 4 — , 3 4 _ 5をオフに してスィ ッチ 3 2 _ 2 , 3 2 _ 6 , 3 4 — 2 , 3 4 — 6をオン に切 り 替える。 この切 り 替え後の状態は、 2番目 の周波数範囲 f 2を選択 した状態である。 これによ り 、 V C O 8 に繋がるバラ ク タダイ オー ドの 容量値が大き く 変化 し、 V C 0 8 の局部発振周波数 f 。が大き く 変化する この状態で、 周波数比較器 3 8 は、 局部発振周波数 f 。 と 目標の周波数 f p と の大小を比較する と と もに、 周波数範囲 f 2の境界に当たる周波数 f mi„. f ma, と局部発振周波数 f 。 と の大小を比較し、 その比較結果を制 御回路 3 9 に伝える。 こ こで、 制御回路 3 9 は、 f min< f 。く f naxの条 件が成 り 立つかど う かを判定する。 こ こでは、 この条件が成り 立つので 、 スィ ッチ 3 2 — 2 , 3 2 — 6 , 3 4 — 2 , 3 4 - 6をオンに したまま、 スィ ツチ S W 2 をオフ、 スィ ッチ S W 1 をオンに切 り 替える。 これによ り 、 バラク タ ダイ オー ド 3 1 — 2 , 3 1 - 6が選択された状態と なる。 Here, f. F p so that the local oscillation frequency f. To a by rather large close to the frequency f p of the goal, sweep rate pitch 3 2 3 2 - 5, 3 4 - 3 4 _ 5 to clear the sweep rate pitch 3 2 _ 2, 3 2 _ 6, 3 4 - 2, 3 4 - toggle 6 on. The state after this switching is the state in which the second frequency range f 2 is selected. As a result, the capacitance value of the varactor diode connected to VCO 8 changes greatly, and the local oscillation frequency f of VC 0 8 changes. In this state, the frequency comparator 3 8 has a local oscillation frequency f. And the target frequency f p are compared, and the frequency f mi „. F ma , which hits the boundary of the frequency range f 2 , is compared with the local oscillation frequency f, and the comparison result is controlled. The control circuit 3 9 determines whether or not f min <f and f nax is satisfied , because this condition is satisfied . Switch 3 2 — 2 , 3 2 — 6 , 3 4 — 2 , 3 4-6 With switch 6 turned on, switch SW 2 is turned off and switch SW 1 is turned on. As a result, character diodes 3 1-2 and 3 1-6 are selected.
スィ ツチ S W 1 がオンになってバラ ク タダイ オー ド 3 1 — 2 , 3 1 _ 6が 選択された状態では、 加算器 7 から出力 された電圧がスィ ツチ S W 1 , 3 2 _ 2 , 3 2 _ 6を介してバラク タダイオー ド 3 1 — 2 , 3 1 _ 6に印加さ れる。 これによ り 、 加算器 7 から出力される電圧の変化によってバラ ク タ ダイ オー ド 3 1 — 2 , 3 1 — 6の容量艟が変化し、 V C 0 8 の局部発振周 波数 f 。が少 しずつ変化していく 。 When switch SW 1 is on and varactor diode 3 1 — 2 , 3 1 _ 6 is selected, the voltage output from adder 7 is switched to switch SW 1, 3 2 _ 2 , 3 Applied to varactor diodes 3 1-2 and 3 1 _ 6 via 2 _ 6 . This ensures that the adder 7 rose pin definition by the change in voltage output from the die Hauts de 3 1 - 2, 3 1 - 6 of capacitance艟changes, VC 0 8 of the local oscillation frequency f. Changes little by little.
なお、 こ こでは、 最も低い周波数範囲 f ,から大きい周波数範囲 f 2 , f 3 , f 4へと順に切 り 替えていく 例について説明 したが、 この切 り 替え の順番は単なる一例に過ぎない。 また、 こ こでは F Mの受信周波数範囲 を 4つの周波数範囲 f ,〜 f 4に 4等分しているが、 必ずしも等分でなく ても良い。 In this example, the example of switching from the lowest frequency range f to the largest frequency range f 2 , f 3, f 4 has been described, but this switching order is merely an example. . Moreover, this Kodewa FM reception frequency range of four frequency ranges f, although the ~ f 4 4 are equal, not necessarily a equal.
以上のよ う に構成した第 2 の実施形態による周波数シンセサイザでは 、 周波数カ ウ ンタ 3 7 、 周波数比較器 3 8 および制御回路 3 9 を用いた 第 3 のロ ッ クループによって、 最も粗く 局部発振周波数の調整を行 う。 すなわち、 4 等分した周波数範囲 ί ,〜 ί 4の何れかを特定し、 その特定 した周波数範囲内で V C O 8 が発振する よ う に、 複数のバラ ク タダイォ ー ド 3 1 _ ,〜 3 1 _8の中から何れかをスィ ッチ 3 2 _ ,〜 3 2 _8によ り 選択する。 In the frequency synthesizer according to the second embodiment configured as described above, the local oscillation frequency is most roughened by the third lock loop using the frequency counter 37, the frequency comparator 38, and the control circuit 39. Make adjustments. In other words, one of the divided frequency ranges ί, ˜ ί 4 is specified, and a plurality of varactor diodes 3 1 _, ˜ 3 1 are set so that the VCO 8 oscillates within the specified frequency range. sweep rate pitch 3 2 _ one from among the _ 8, to select Ri by the ~ 3 2 _ 8.
そ して、 ア ツプ ダウンカ ウ ンタ 5 を用いた第 1 の口 ッ クループによ つて、 第 3 の口 ッ ク ル一プで選択したバラ ク タダイォ一 ドの接合容量を おおまかに変化させる こ と によって局部発振周波数 f 。の粗調整 (第 3 の ロ ッ クループによる調整よ り は細かい調整) を行 う と と もに、 S /H回 路 1 1 を用いた第 2 のロ ッ クループによって、 第 3 のロ ックループで選 択したバラ ク タ ダイオー ドの接合容量を細かく 変化させる こ と によって. 局部発振周波数 f 。の微調整を行う。 The junction capacitance of the varactor diode selected in the third mouth loop can be roughly changed by the first mouth loop using the up / down counter 5. And local oscillation frequency f. Coarse adjustment (finer adjustment than the third lock loop adjustment) and the second lock loop using the S / H circuit 11 1 Selection By finely changing the junction capacitance of the selected varactor diode. Local oscillation frequency f. Make fine adjustments.
以上詳しぐ 説明 したよ う に 、 第 2 の実施形態によれば、 ア ップ ダウ ン力 ゥ ンタ 5や周波数力 ゥンタ 3 7 を用いて周波数シンセサイザを構成 する方式をと つてレヽるので 、 ¾準信号 f r と比較信号 f v との位相差に応 じてコ ンデンザに電荷をチャ一ジした り ポンプした り する動作が不要でAs explained in detail above, according to the second embodiment, since a method of configuring a frequency synthesizer using the up-down force counter 5 and the frequency force counter 3 7 is used, There is no need to charge or pump the capacitor according to the phase difference between the quasi signal f r and the comparison signal f v.
、 大容量の ンデンサを用いる L P F を周波数シンセサイザから省略す る とがでさ る o O LPF, which uses a large-capacity capacitor, can be omitted from the frequency synthesizer.
また、 第 2 の実施形態によれば 、 口 ック させる局部発振周波数の制御 精度を上げるためにカ ウンタ 5 , 3 7 の ビッ ト数を大き く する必要がな く 、 局部発振周波数を所望の周波数に高速に口 ッ ク させる こ と ができ る Further, according to the second embodiment, it is not necessary to increase the number of bits of the counters 5 and 37 to increase the control accuracy of the local oscillation frequency to be clocked, and the local oscillation frequency is set to a desired value. The frequency can be spoken at high speed.
。 第 2 の実施形態では、 第 3 の口 ッ クループで局部発振周波数のおおま かな範囲を特定し、 その範囲内に絞って第 1 の口 ッ クル ―プで局部発振 周波数を粗調整しているので 、 第 1 の実施形態に比べて に高 に π ッ ク させる こ とができ る。 し力 も 、 S H回路 1 1 を用いた第 2 のロ ッ ク ループによ る微調整によって 局部発振周波数を精度良 < D y ク させる こ とができ る。 . In the second embodiment, the rough range of the local oscillation frequency is specified by the third loop loop, and the local oscillation frequency is roughly adjusted by the first loop by focusing on the range. Therefore, it can be made π-clicked higher than in the first embodiment. However, the local oscillation frequency can be made to be highly accurate <D y by fine adjustment by the second lock loop using the SH circuit 11.
以上よ り 、 ロ ッ ク させる局部発振周波数の制御精度と処理速度と を共 に擬制にする こ と なく 、 周波数シンセサイ ザの構成を 1 つの半導体チッ プに集積する こ とができ る。 特に、 第 2 の実施形態では 、 ノ、ラ ク タダイ ォー ドを用いて局部発振周波数の調整を行 う形式の周波数シンセサイザ に関 して、 ノくラ ク タ ダイ ォ一 Kを含む周波数シンセサイザの構成を 1 つ の半導体チップに集積する こ とができ る。  As described above, the configuration of the frequency synthesizer can be integrated into one semiconductor chip without imitating both the control accuracy and processing speed of the local oscillation frequency to be locked. In particular, the second embodiment relates to a frequency synthesizer that adjusts the local oscillation frequency using a node diode and a resonator diode, and a frequency synthesizer including a node diode K. This configuration can be integrated on a single semiconductor chip.
なお、 こ こでは周波数を 4分割する例について説明 したが 、 これは単 なる一例に過ぎない 。 分割数が 1 の場合 (分割 しない場 a ) は実質的に 第 1 の実施形態と 同様と なるので、 分割数は 2以上とするが 、 第 3 の口 ックループでは第 1 のロ ックループよ り も粗く 周波数の調整を行 う趣旨 に鑑みて、 分割数はあま り 多く し過ぎないよ う にするのが好ま しい。 また、 V C 0 8 に対して容量値の異なる複数のバラ ク タダイォ一 ド 3 1 _ ,〜 3 1 _8を接続し、 何れか一対のバラ ク タダイオー ドをスィ ッチ 3Although an example in which the frequency is divided into four has been described here, this is merely an example. When the number of divisions is 1 (when it is not divided a), it is substantially the same as in the first embodiment, so the number of divisions is 2 or more. It is preferable that the number of divisions should not be too large in view of the purpose of adjusting the frequency in the loop loop more coarsely than in the first lock loop. In addition, a plurality of varactor diodes 3 1 _, ~ 3 1 _ 8 having different capacitance values are connected to VC 0 8, and one pair of varactor diodes is connected to switch 3.
2 _ ,〜 3 2 8によ り選択する例について説明 したが、 本発明はこれに限 定されない。 バラ ク タダイ オー ド 3 1 — i〜 3 1 — 8の容量値は全て同 じで あっても良い。 この場合は、 スィ ッチ 3 2 _ ,〜 3 2 8によ り 何れか一対 のみのバラ ク タダイォ一 ドを選択するのではなく 、 一対または複数対の バラ ク タダイ ォー ドを選択する こ と によ り 、 V C 0 8 に繋がるバラ ク タ ダイォー ドの総容量値を可変とする こ とができ る。 2 _, an example has been described for selecting Ri by the ~ 3 2 8, the present invention this is not limited constant. The capacitance values of varactor diodes 3 1 — i to 3 1 — 8 may all be the same. In this case, instead of selecting only one pair of varactor diodes using switches 3 2 _ to 3 3 8 , it is possible to select one or more pairs of varactor diodes. As a result, the total capacity value of the varactor diodes connected to VC08 can be made variable.
同様に、 V C 0 8 に対して接続される複数の共振コ ンデンサ 3 3 _ , 〜 Similarly, a plurality of resonant capacitors connected to V C 0 8 3 3 _, ~
3 3 _8に関 しても、 その容量値を全て同 じと し、 一対または複数対の共 振コ ンデンサを選択する こ と によ り 、 V C O 8 に繁がる共振コ ンデンサ の総容量値を可変とする こ とができ る。 このよ う にすれば、 1 つ 1 つの バラ ク タダイ オー ドや共振コ ンデンサの容量値を大き く しなく ても、 V C O 8 に繁がる総容量値を大き く する こ と も可能と なるので、 半導体チ ップ上に容易に集積する こ とができ る。 3 be about to 3 _ 8, and the capacitance value with all the same, Ri by the and the child to select one or more pairs of co-fucoxanthin capacitor, the total capacity of Shigeru wants resonance capacitor to the VCO 8 The value can be made variable. In this way, it is possible to increase the total capacitance value that propagates in VCO 8 without increasing the capacitance value of each varactor diode or resonant capacitor. Therefore, it can be easily integrated on a semiconductor chip.
また、 上記第 1 および第 2 の実施形態では、 V C 0 8 に供給される電 圧が上昇する と V C 0 8 の発振周波数が上昇し、 V C 0 8 に供給される 電圧が下降する と V C 0 8 の発振周波数が下降する周波数シンセサイザ の例について説明 したが、 これと は逆に、 V C O 8 に供給される電圧が 上昇する と V C 0 8 の発振周波数が下降し、 V C 0 8 に供給される電圧 が下降する と V C 0 8 の発振周波数が上昇する周波数シンセサイザにも 本発明を適用する こ とが可能である。  In the first and second embodiments, when the voltage supplied to VC 0 8 increases, the oscillation frequency of VC 0 8 increases, and when the voltage supplied to VC 0 8 decreases, VC 0 The example of the frequency synthesizer in which the oscillation frequency of 8 is decreased has been explained. Conversely, when the voltage supplied to VCO 8 increases, the oscillation frequency of VC 0 8 decreases and is supplied to VC 0 8 The present invention can also be applied to a frequency synthesizer in which the oscillation frequency of VC 0 8 increases as the voltage decreases.
その他、 上記第 1 および第 2 の実施形態は、 何れも本発明を実施する にあたっての具体化の一例を示 したものに過ぎず、 これらによって本発 明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 すなわち 、 本発明はその精神、 またはその主要な特徴から逸脱することなく 、 様 々な形で実施することができる。 産業上の利用可能性 In addition, each of the first and second embodiments described above is merely an example of actualization in carrying out the present invention. The clear technical scope should not be interpreted in a limited way. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit or the main features thereof. Industrial applicability
本発明は、 位相口 ックル一プを用いた周波数シンセサイザに有用であ る  The present invention is useful for a frequency synthesizer using a phase loop loop.

Claims

1 . 局部発振周波数の局部発振信号を出力する局部発振回路と、 上記局部発振回路から出力される局部発振信号を指定された分周比で 分周する可変分周器と、 · 1. a local oscillation circuit that outputs a local oscillation signal at a local oscillation frequency, a variable frequency divider that divides the local oscillation signal output from the local oscillation circuit by a specified division ratio,
上記可変分周器から出力される可変周波数の比較信号と基準発生器か 請  The variable frequency comparison signal output from the variable frequency divider and the reference generator
ら出力される基準周波数の基準信号との位相差を検出し、 検出した位相 差に応じて、 上記局部発振回路の発振制御用の信号を出力する位相比較 の 2  2 of phase comparison that outputs a signal for oscillation control of the local oscillation circuit according to the detected phase difference.
器と、 4 And 4
上記位相比較器から出力される上記発振制御用の信号に基づいてカウ 囲  Based on the oscillation control signal output from the phase comparator.
ン ト動作を行うアップ ダウンカ ウンタ と、 Up / down counters that perform
上記アップ ダウンカウンタから出力されるカウン ト値を D / A変換 するこ とによって電圧値を得て、 当該電圧値を上記局部発振回路に供給 する D Z A変換器と、  A D Z A converter that obtains a voltage value by D / A converting the count value output from the up / down counter and supplies the voltage value to the local oscillation circuit;
電圧値が時間的に常に定周期で変化する波形の非定常信号を生成する 非定常信号生成回路と、  A non-stationary signal generation circuit for generating a non-stationary signal having a waveform in which the voltage value constantly changes at a constant period in time;
上記可変分周器から出力される上記比較信号に基づいて、 サンプリ ン グパルスを生成するパルス生成回路と、 上記パルス生成回路によ り生成された上記サンプリ ングパルスによつ て、 上記非定常信号生成回路によ り生成された上記非定常信号の電圧値 をサンプルホールドし、 ホール ドした電圧値を上記局部発振回路に供給 するサンプルホール ド回路とを備えたこ とを特徴とする周波数シンセサ ィザ。  Based on the comparison signal output from the variable frequency divider, a pulse generation circuit that generates a sampling pulse, and the sampling pulse generated by the pulse generation circuit generates the unsteady signal. A frequency synthesizer comprising: a sample hold circuit that samples and holds the voltage value of the unsteady signal generated by the circuit and supplies the held voltage value to the local oscillation circuit.
2 . 上記非定常信号生成回路は、 上記基準信号を用いて上記非定常信号 を生成することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の周波数シンセサ ィザ。 2. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the non-stationary signal generation circuit generates the non-stationary signal using the reference signal.
3 . 上記パルス生成回路は、 上記可変分周器から出力される上記比較信. 号と、 上記局部発振回路から出力 される上記局部発振信号あるいは上記 可変分周器による分周途中の信号に基づいて、 上記サンプリ ングパルス を生成する こ と を特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の周波数シンセサ ィザ。 3. The pulse generation circuit is based on the comparison signal output from the variable frequency divider and the local oscillation signal output from the local oscillation circuit or a signal in the middle of frequency division by the variable frequency divider. The frequency synthesizer according to claim 1, wherein the sampling pulse is generated.
4 . 上記局部発振回路は、 複数のバラ ク タ ダイオー ドと 、 上記複数のバ ラ ク タダイ ォ一 ドの何れかを選択するスィ ツチと を備え、 上記複数のバ ラ ク タ ダイ ォ一 ドの何れか 1 つまたは複数を選択してその容量値を変化 させる こ と によって上記局部発振周波数が変化する よ う に成された回路 であ り 、  4. The local oscillation circuit includes a plurality of varactor diodes and a switch for selecting one of the plurality of varactor diodes, and the plurality of varactor diodes. This circuit is configured to change the local oscillation frequency by selecting one or more of these and changing their capacitance values.
上記局部発振回路から出力される上記局部発振信号の周波数をカ ウン トする周波数力 ゥンタ と 、  A frequency force counter for counting the frequency of the local oscillation signal output from the local oscillation circuit;
上記周波数カ ウ ンタでカ ウン ト された上記局部発振信号の周波数と 目 標の周波数との大小を比較する と と もに、 上記局部発振回路がと り 得る 発振周波数の範囲を n ( n は 2以上の整数) 分割した周波数範囲の う ち 、 上記目標の周波数が属 している周波数範囲の境界に当たる周波数と上 記周波数カ ウンタでカ ウ ン ト された上記局部発振信号の周波数との大小 を比較する周波数比較器と、  The frequency of the local oscillation signal counted by the frequency counter is compared with the target frequency, and the range of oscillation frequencies that the local oscillation circuit can take is defined as n (n is (An integer greater than or equal to 2) Of the divided frequency ranges, the frequency that falls on the boundary of the frequency range to which the target frequency belongs and the frequency of the local oscillation signal counted by the frequency counter are large or small A frequency comparator for comparing
上記周波数比較器によ る比較の結果に基づいて、 上記スィ ツチの選択 状態を切 り 替える制御回路と を備えたこ と を特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の周波数シンセサイザ。  The frequency synthesizer according to claim 1, further comprising: a control circuit that switches a selection state of the switch based on a result of comparison by the frequency comparator.
PCT/JP2006/314210 2005-11-18 2006-07-12 Frequency synthesizer WO2007058002A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/093,742 US20090085672A1 (en) 2005-11-18 2006-07-12 Frequency synthesizer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-333677 2005-11-18
JP2005333677A JP2007142791A (en) 2005-11-18 2005-11-18 Frequency synthesizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007058002A1 true WO2007058002A1 (en) 2007-05-24

Family

ID=38048393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/314210 WO2007058002A1 (en) 2005-11-18 2006-07-12 Frequency synthesizer

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090085672A1 (en)
JP (1) JP2007142791A (en)
CN (1) CN101310444A (en)
TW (1) TW200721686A (en)
WO (1) WO2007058002A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037654A (en) * 2008-03-21 2011-04-27 天工方案公司 System and method for tuning a radio receiver

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8031025B2 (en) * 2009-03-16 2011-10-04 Mediatek Inc. Mixed-mode PLL
CN104617950A (en) * 2015-01-31 2015-05-13 复旦大学 Integrated digital frequency synthesizer for frequency-modulated continuous waves
CN105959001B (en) * 2016-04-18 2018-11-06 南华大学 Become frequency domain all-digital phase-locked loop and locking phase control method
US10778235B2 (en) * 2018-10-28 2020-09-15 Nuvoton Technology Corporation Intermittent tuning of an oscillator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6182535A (en) * 1984-09-29 1986-04-26 Sony Corp Phase synchronizing circuit
JPS6223620A (en) * 1985-07-24 1987-01-31 Hitachi Ltd Pll circuit
JPH04196715A (en) * 1990-11-27 1992-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pll circuit
EP0563945A1 (en) * 1992-03-31 1993-10-06 Nec Corporation Phase locked loop
JP2004312726A (en) * 2003-04-01 2004-11-04 Seiko Epson Corp Frequency/phase-locked loop clock synthesizer using full digital frequency detector and analog phase detector

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382921A (en) * 1992-11-23 1995-01-17 National Semiconductor Corporation Automatic selection of an operating frequency in a low-gain broadband phase lock loop system
US5757238A (en) * 1996-08-19 1998-05-26 International Business Machines Corporation Fast locking variable frequency phase-locked loop
US6614313B2 (en) * 2000-10-06 2003-09-02 Linear Technology Corporation Precision oscillator circuits and methods with switched capacitor frequency control and frequency-setting resistor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6182535A (en) * 1984-09-29 1986-04-26 Sony Corp Phase synchronizing circuit
JPS6223620A (en) * 1985-07-24 1987-01-31 Hitachi Ltd Pll circuit
JPH04196715A (en) * 1990-11-27 1992-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pll circuit
EP0563945A1 (en) * 1992-03-31 1993-10-06 Nec Corporation Phase locked loop
JP2004312726A (en) * 2003-04-01 2004-11-04 Seiko Epson Corp Frequency/phase-locked loop clock synthesizer using full digital frequency detector and analog phase detector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037654A (en) * 2008-03-21 2011-04-27 天工方案公司 System and method for tuning a radio receiver

Also Published As

Publication number Publication date
US20090085672A1 (en) 2009-04-02
TW200721686A (en) 2007-06-01
CN101310444A (en) 2008-11-19
JP2007142791A (en) 2007-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100847687B1 (en) Frequency Synthesizer and Frequency Calibration Method
TW541802B (en) Sample and hold type fractional-N frequency synthesizer
US6614319B2 (en) Phase-locked loop circuit of fractional frequency-dividing type
US7907023B2 (en) Phase lock loop with a multiphase oscillator
EP1249936A2 (en) Lock detection circuit
US7443254B2 (en) Relaxation oscillator with propagation delay compensation for improving the linearity and maximum frequency
US7511579B2 (en) Phase lock loop and operating method thereof
JP5347534B2 (en) Phase comparator, PLL circuit, and phase comparator control method
TW200822563A (en) Digitally controlled varactors, digitally controlled oscillators, and all-digital phase-locked loops using the same
Chen et al. A clock generator with cascaded dynamic frequency counting loops for wide multiplication range applications
TWI395410B (en) Method for adjusting oscillator in a phased-locked loop and related frequency synthesizer
Cheng et al. A fast-lock wide-range delay-locked loop using frequency-range selector for multiphase clock generator
WO2007058002A1 (en) Frequency synthesizer
JP2004530334A5 (en)
CN107565956B (en) VCO (voltage controlled oscillator) frequency band switching circuit applied to double-loop clock data recovery circuit and loop switching method thereof
US20050275473A1 (en) PLL architecture
CN117097338A (en) Voltage digital conversion circuit based on TDC with adjustable delay precision
US7570121B2 (en) Frequency jittering control circuit and method for using the same
Hsu et al. A high-resolution all-digital phase-locked loop with its application to built-in speed grading for memory
CN100353673C (en) Lock phare cycle frequency synthesizer
TW421922B (en) Phase-locked loop with fast lock and low jitter
Lai et al. A 10-GHz CMOS PLL with an agile VCO calibration
CN212258936U (en) Phase frequency detector, charge pump and phase-locked loop circuit
Jang et al. A fast lock all-digital programmable N/M-ratio MDLL frequency multiplier using a variable resolution TDC
JP2009515488A (en) Nonlinear feedback control loop as a spread spectrum clock generator.

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680043050.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12093742

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06781217

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1